焦炉煤气甲烷化制天然气

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1、焦炉气甲烷化制天然气主要内容：一、焦炉气甲烷化制天然气的原因二、甲烷化原理三、焦炉煤气甲烷化制天然气工艺一、焦炉气甲烷化制天然气的原因我国的能源结构是“缺油、少气、富煤”,煤炭资源相对丰富,煤化工发展迅速。根据我国石油天然气总公司预测，2015年常规天然气生产量为1780亿立方米，天然气需求量为2400亿立方米，供需缺口为620亿立方米。2010~2020年期间，我国天然气需求量受城市气化率的提高以及天然气替代工业燃料领域消费的驱动将大幅度增长，消费结构将进一步优化。天然气的价格这几年一直稳中有升，今后几年，随

2、着市场需求的进一步增加，价格仍将有所提高。利用该契机,积极发展焦炉煤气制天然气(SNG)用于替代天然气或城市煤气,不仅可以降低进口天然气市场给我国带来的潜在风险,满足日益增长的市场需求,而且对我国的能源安全、节能减排等方面也具有战略意义。二、甲烷化原理主反应：CO+3H2→CH4+H2O△Hθ=-206.2kJ/molCO2+4H2→CH4+2H2O△Hθ=-165.08kJ/molCO+H2O→CO2+H2△Hθ=-41.2kJ/mol副反应：2CO→CO2+C△Hθ=-72.4kJ/molCH4→2H2+C

3、△Hθ=82.4kJ/mol甲烷化反应特点主要有两个：其一是CO、CO2与H2的甲烷合成反应是强放热反应，其二是CO和CH4的析碳反应会使催化剂失活。针对其反应特点，需要研发活性高、选择性好、强度高、寿命长的甲烷合成催化剂，保证焦炉气中CO和CO2转化的完全性。三、焦炉煤气甲烷化制天然气工艺1.原料气净化和精脱硫2.甲烷化3.分离和干燥1.原料气净化和精脱硫经过焦化厂初步处理后的焦炉煤气仍然含有微量焦油、苯、萘、氨、氰化氢、Cl－、不饱和烯烃、硫化氢、噻吩、硫醚、硫醇、COS和二硫化碳等杂质，而焦炉煤气中的不饱

4、和烯烃会在后续的焦炉煤气甲烷化反应中分解析碳而影响催化剂的活性，由无机硫与有机硫组成的混合硫化物也是甲烷化催化剂的毒物，因此会导致甲烷化催化剂永久性中毒而失活。初步净化后的焦炉煤气要想进行甲烷化反应，实现硫的质量分数＜0.1×10－6，就必须选择精脱硫，以达到甲烷化反应所要求的净化精度。⑴净化和精脱硫的目的①原料气净化的目的是脱除焦炉煤气中的硫、氨、氯、苯、焦油等杂质，保证后系统设备的稳定正常运行。②精脱硫的目的是为了满足甲烷化催化剂对硫和氯等毒物的要求，一般采用铁钼或镍钼加氢，将焦炉气中的有机硫转化为无机硫，

5、再用氧化锌脱除至0.1ppm。⑵焦炉煤气净化的方法①干法，干法净化主要针对处理气量相对较小、硫化氢含量相对较小、净化深度要求高的情况。②湿法，湿法净化主要针对处理气量相对较大、硫化氢含量较高、净化深度要求不高的情况。在实际中选择干法还是湿法时必须综合考虑以上因素才能最终确定。⑶焦炉煤气净化的工艺流程①气柜自洗脱苯工段来的焦炉煤气温度为27℃，压力为700mmH2O，由总管送至本工段，经进气水封进入湿式螺旋式气柜，缓冲后再经出气水封由管道送至压缩工段。②焦炉煤气初级压缩来自气柜气体进入原料气压缩机组，压缩至0.4

6、MPa，送往TSA－萘进一步除去焦炉煤气中夹带的焦油、萘。③TSA－除焦油、萘焦炉煤气中夹带的焦油、萘的脱除采用TSA－除焦油、萘工艺，变温吸附分离原理：吸附剂在物理吸附中所具有基本性质，一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的这二个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温下吸附而在高温下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。吸附塔内装填活性炭吸附剂组成复合床吸附

7、床层。吸附剂在常温下吸附焦炉煤气中的萘杂质，当吸附达到饱和后，需通过装置配置的阀门开关切换到再生操作。④原料气增压经过TSA－除焦油、萘，焦炉煤气中萘、尘、焦油分别脱至10、3、10mg/Nm3，进入原料气增压机组,压缩至2.9MPa，送往加氢转化脱硫。⑤加氢转化精脱硫加氢转化精脱硫为一级加氢后采用湿法脱硫脱除大部分无机硫，然后经过二级加氢，最后采用氧化锌干法脱硫，使硫含量达到0.1ppm。其主要反应为有机硫及其他组分在300℃～400℃，并有铁钼和镍钼型号的催化剂的作用下与氢气进行转化反应。来自焦炉煤气压缩的

8、压力2.9MPa，温度40℃的焦炉煤气含无机硫250mg/Nm3，有机硫250mg/Nm3，先经过两台过滤器滤去剩余的焦油、萘和H2S，在甲烷化装置中预热至320℃。提温后的气体部分经铁钼预转化器，气体中的有机硫在此转化为无机硫，另外，气体中的氧也在此与氢反应生成水；剩余部分与预转化器反应后的气体混合后进入一级加氢反应器；加氢转化后的气体含无机硫约300mg/Nm3，经气气换热器和焦炉