[精品]试论焦炉煤气合成天然气工艺

《[精品]试论焦炉煤气合成天然气工艺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、试论焦炉煤气合成天然气工艺试论焦炉煤气合成天然气工艺【摘耍】我国天然气在能源结构中所占的比例较低。随着经济的不断发展和对环保要求的持续提高，清洁能源供需矛盾日益加剧。天然气作为一种清洁能源，近年来在我国得到了快速发展，天然气的缺口加速扩大，进口管道天然气和液化天然气量日益增长。焦炉煤气作为炼焦厂的副产品一直未能得到完全有效利用，除用于冋炉自用、城市煤气、合成氨及甲醇外，尚有富余。特别是近年来为了改善城市环境质量，抑制空气污染，民用气正逐渐改用天然气。利用焦炉煤气生产天然气，不仅能带来经济效益，还可以带来环境和社会效益。本文分析了焦炉煤气甲烷化合成前的预处理及精脱

2、硫工艺，用于焦炉煤气甲烷化合成的高温甲烷化工艺，并对合成产品气的品质进行了探讨。【关键词】焦炉煤气；精脱硫工艺；高温甲烷化工艺1・焦炉煤气制取天然气工艺概述1.1焦炉煤气的组成焦炉煤气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气及烯坯，此外还含有微量硫、焦油、苯、蔡、氨等组分。1・2焦炉煤气制取天然气途径焦炉煤气制取天然气主要有两种途径。一种是不经过甲烷化，对焦炉煤气的组分进行分离，提取焦炉煤气中的甲烷，经处理满足天然气的使用条件后，输送到用户使用。但是，此工艺的甲烷收率较低，天然气产量小，脱除的一氧化碳和二氧化碳无有效的利用途径。另一种是通过一氧化碳

3、、二氧化碳和氢气的甲烷化合成来调高焦炉煤气屮的甲烷含量，经过处理后使其满足天然气的使用条件。此工艺是焦炉煤气制天然气的主流工艺，国内已有成功的实例。2.焦炉煤气甲烷化合成天然气技术分析焦炉煤气首先经过预处理，包括脱氨、脱焦油、粗脱硫、脱苯等工序，然后经过精脱硫，再经过甲烷化合成天然气。根据合成天然气压缩或液化要求不同，再进行处理。2.1焦炉煤气预处理焦炉煤气的预处理和常规焦炉煤气的净化处理基本相同。主要的预处理工序有煤气冷却、除蔡、除焦油雾、洗氨、脱苯、脱硫、脱氧等。具体应用时，各工序的先后布置会有所不同。2.2焦炉煤气精脱硫无机硫和有机硫的存在都会使甲烷化催化

4、剂中毒失去活性，且无法再生。经过预处理的焦炉煤气的硫体积分数能降低到200uL/L左右，但是还不能满足甲烷化合成的要求，必须对焦炉煤气再进行进一步的精脱硫处理。焦炉煤气甲烷化合成天然气的精脱硫T艺可以借鉴焦炉煤气制甲醇的T艺。精脱硫的要求是要满足精脱硫后总硫体积分数小于100X10-9o焦炉煤气精脱硫的原理是对各种形态的有机硫进行催化加氢，有机硫转变为硫化氢，再通过I古I体吸附剂进行脱除。焦炉煤气中有机硫存在的主要形式是C0S、嗥吩、硫醴、硫醇及二硫化碳等。加氢反应放热，会造成催化剂床层温度的升高，应做好焦炉炼焦及化学产品回收系统的控制，尽量减少氧气进入焦炉煤气

5、系统。脱硫原理是利用氧化锌脱硫剂吸收II2S。进入精脱硫系统前，需对焦炉煤气进行加压，加压到略高于甲烷化反应所需的压力。若进入精脱硫系统前焦炉煤气中的H2S含量较高，为促进催化加氢反应的进行，需先经过氧化铁脱硫来降低H2S的含量，然后采用两级加氢转化和两级脱硫的工艺，将总硫降低到100X10-9。加氢催化剂采用铁钳加氢催化剂和镰钳加氢催化剂，脱硫剂采用氧化锌脱硫剂。2.3甲烷化丁艺2.3.1反应原理甲烷化合成的原理是CO、C02和氢气发生反应，生产CII4和水，少量的乙烯、乙烷、氧等也被转化掉。反应产生大量的热量。2.3.2合成丁艺甲烷化T艺分为低温甲烷化和高温

6、甲烷化两种。低温甲烷化主要移植于合成氨中的微量C0脱除。高温甲烷化主要来自国外专利技术。低温甲烷化采用绝热反应炉，一般要求甲烷化反应器内的温度必须在450°C以下。为控制甲烷化反应器的温度，需降低进入甲烷化反应器的C0和C02含量。采用大量产品气循环的方法，将甲烷化炉入口的原料气中C0和C02的体积分数降低到3%左右，从而控制甲烷化反应器的温升。精脱硫后小于0.1HL/L的硫含量能够满足低温甲烷化催化剂的要求。精脱硫的净化气体可以直接进入甲烷化反应器。此工艺的缺点是，大量的产品气循环造成此工艺的能耗较高；装置规模受到限制，经济性较差。高温甲烷化主要有徳国鲁奇、英

7、国Davy和丹麦托普索三种工艺，均采用的是镰基催化剂，烷化反应在绝热条件下进行，采用循环气来控制大量甲烷化反应温度,通过废热锅炉副产蒸汽來刨收甲烷化反应热，采用多级甲烷化反应器。三家工艺的推广重点是大规模煤制天然气项冃，但其在焦炉煤气制天然气上亦适用。以Davy公司的甲烷化流程来说明高温甲烷化工艺。经过精脱硫的焦炉煤气中硫体积分数在0.1UL/L,尚不能满足高温甲烷化催化剂对硫体积分数的要求，还要再进行进一步脱硫，使硫体积分数降低到10X10-9,使用ZnO脱硫剂脱除II2S、铜基脱硫剂脱除卩塞吩、硫醇等有机硫。硫含量合格的焦炉煤气和甲烷化合成产品气进行热量交换

8、，然后加入一定量的循环气