焦炉煤气与高炉煤气混合制液化天然气的实践应用.pdf

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1、科技创新与应用I2015年第4期工业技术焦炉煤气与高炉煤气混合制液化天然气的实践应用孔乔建(曲靖市麒麟气体能源有限公司，云南曲靖655000)摘要：焦炉煤气与高炉煤气混合制液化天然气项目解决了焦化行业和炼铁行业环境污染问题。同时液化天然气市场空缺大，可以产生良好的经济效益。利用焦化项目产生的焦炉煤气和炼铁项目产生高煤气为原料，经过净化、压缩、甲烷化、深冷分离产出一162℃的液态天然气。关键词：焦炉煤气；高炉煤气；液化天然气；甲烷化我国焦炭年生产能力约3亿吨，其中三分之一的焦碳生产能力别用溴化锂、制冷剂、氮循环的液化分离工艺流程制取合格的LNG在钢铁

2、联合企业内，三分之二在独立的焦化企业。按每吨焦炭副产产品。约400m3焦炉煤气(COG)计算，钢铁联合企业每年副产焦炉煤气量3焦炉煤气制甲烷的补碳问题在400亿立方米以上，按每3m生产lm天然气，每年可生产1．3焦炉煤气组分表1、高炉煤气组分表见表2。亿方天然气，可节约标准煤156千吨。表l焦炉煤气组分表曲靖市麒麟气体能源有限公司8500NmZ／h焦炉煤气与高炉煤组分名称COCO2H。CH4N。、02CH气混合制液化天然气项目，是国内建成的第一套焦炉煤气制与高炉含量％5．57l354592328350．30．7153煤气混合制液化天然装置。同时也是

3、首套试生产成功装置。L1焦炉煤气与高炉煤气混合制甲烷的可行性表2高炉煤气组分表过去钢铁联合企业焦炉煤气主要用于发电、还原炼铁、生产甲组分名称COCO2地N2醇，近年来，由于国内的甲醇市场、钢铁市场饱和，甲醇、炼铁项目利含量％22~26l60l5258润率降低。而天然气需求正以每年约12％以上高度增长，成为全球增长最迅猛的稀缺清洁资源。由表可以看出，焦炉气中CO、CO总量约占10％，氢含量约占焦炉煤气与高炉煤气混合制液化天然气项目不仅解决了单纯55％，在甲烷化反应时，氢气大量过剩。在系统中补加一定比例高炉焦炉煤气制天然气氢气过剩和焦炉煤气浪费问题。通

4、过高炉煤气补煤气，能有效提高CO、CO：的比例，充分利用系统中氢含量，提高碳，最大限度提高了甲烷的产率，降低了环境污染，并产生良好的经CH产率。但由于(1)式和(2)为放热反应，甲烷合成过程中会产生济效益。这对整个焦化行业转型升级具有重要意义，也是继炼焦煤大量热量，使反应器温度升高，导致CO、CH发生(3)和(4)式歧化反气制甲醇后的又一个资源综合利用的重点工艺。应，造成甲烷化反应器积碳加速和催化剂破碎，影响催化剂使用寿2焦炉气与高炉煤气混合合成天然气原理与工艺流程命。2．1技术原理2c0舒c十CO2AHo8：l—173kJ(3)焦炉气中CO和CO

5、总量约为10％体积分数，氢气约占54～-_mol59％；高炉煤气中CO约占25％，CO2约占15％；因此可以利用甲烷化反应生成甲烷，主反应见反应式(1)和(2)。CH4~=>C+2H2AH2~8：I(4)motc呻H2cH4+}{2。。(1)5结束语CO2+4H2CH+2H0AH：~98：ll65．(2)焦炉气与高炉煤气混合经压缩、TSA、PSA脱除萘和苯等杂质，tool加氢转化粗脱硫、精脱硫后，使总硫含量降低到0．1PPm以下，再利甲烷化是强放热反应，反应过程的反应热可使甲烷化反应器的用甲烷化技术和低温分离技术，可以得到合成天然气LNG，其质量温

6、度升高到达650。c左右，这不仅使催化剂由于多碳烃裂解而结碳，符合《天然气》(GB17820—2012)标准，可以用低温罐车运输至客户储还可能容易使甲烷化催化剂烧结而失活。存使用。2．2工艺流程参考文献焦炉煤气与高炉煤气混合制液化天然气工艺流程图见图1。【1]张淑云，马福善．常压煤气甲烷化过程析碳的预测fJ]．煤气与热力，1995．15(5)：15—17．【2]陶鹏万．焦炉煤气制甲醇转化工艺探讨『J1．天然气化工(C1化学与化工)，2007，32(5)：43～46．【3]周烨，史元利，等．焦炉煤气制液化天然气的实践应用lJ1．山东化●工，2014，

7、43(1)：146—147．【4】张新波，杨宽辉，等．焦炉气甲烷化制天然气技术开发lJ]．化工进展，2012，31：218-219．图l焦炉煤气与高炉煤气混合制液化天然气工艺流程图(1)加压脱硫工序：原料气先进气柜，起到一个缓冲、稳压、沉降的作用；然后将压力加压到2．8MPa，进入脱硫工序，无机硫用常温氧化铁脱除，有机硫在精脱硫时在催化剂的作用下通过加氢反应脱除。但是为了防止影响下一工序中甲烷化催化剂的寿命，当出口总硫超标时应立即更换催化剂。如果脱硫槽设计串联并联，可以使催化剂的作用发挥到最大，同时在更换催化剂时不影响正常生产。(2)甲烷化工序：在

8、甲烷化催化剂的作用下，经过精脱硫的原料气中的一氧化碳、二氧化碳分别与氢气发生(1)式和(2)式反应。此反应属于放热反应，其