焦炉煤气甲烷化制天然气

焦炉煤气甲烷化制SNG、CNG/LNG技术开发张新波，李泽军，杨宽辉（西南化工研究设计院，工业排放气综合利用国家重点实验室，四川成都610225）摘要：利用焦炉煤气制合成天然气SNG、压缩天然气CNG和液化天然气LNG 是焦炉煤气利用的一个新领域。

讨论了利用焦炉煤气甲烷化制合成天然气SNG的不同工艺流程，比较了各种工艺流程的优缺点，并进行了经济评价。

结果表明，焦炉煤气甲烷化后制合成天然气工艺，并进一步加工生产压缩天然气和液化天然气原料利用率更高，环保效果更佳，且经济效益更优。

关键词：焦炉煤气；甲烷化；合成天然气；经济效益Abstract: The method of using of the coke-oven gas to made synthetic natural gas (SNG), compressed natural gas (CNG) and liquefied natural gas (LNG) is a new area. Discusses the different processes of using the coke-oven gas to make SNG, and compares the advantages and disadvantages of various technological, last make economic evaluation. The result indicated that technology of using the coke-oven gas to made synthetic natural gas, and further processes the production compressed natural gas and the liquefied natural gas raw material use factor is higher, the environmental protection effect is better, and the economic efficiency is more superior.Key word: coke oven gas; methanation; synthetic natural gas; economic effectiveness前言天然气是一种十分清洁的一次能源，但是目前天然气消费量占我国一次能源消费比例只有3~4%，所占比例远低于世界平均水平(25%)，也低于亚洲平均水平(8.8%)。

试论焦炉煤气合成天然气工艺【摘要】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，除用于回炉自用、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、氧气及烯烃，此外还含有微量硫、焦油、苯、萘、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、二氧化碳和氢气的甲烷化合成来调高焦炉煤气中的甲烷含量，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、除萘、除焦油雾、洗氨、脱苯、脱硫、脱氰等。

具体应用时，各工序的先后布置会有所不同。

焦炉煤气转换天然气方案探讨焦炉煤气转换天然气是当前我国能源转型领域的一个重要课题。

随着我国经济的发展和工业化进程的加速，传统的煤炭资源逐渐枯竭，这就需要我们不断探索和发展新的能源替代方案。

而焦炉煤气转换天然气，作为一种新型的清洁能源，受到了越来越多的关注。

本文将从以下几个方面对焦炉煤气转换天然气方案进行探讨。

焦炉煤气转换天然气的概念焦炉煤气是指在钢铁冶炼过程中，通过高温分解焦炭和其他有机化合物（包括烃类和气化物）产生的一种混合气体。

而天然气则是一种天然形成的气体，主要由甲烷和少量的乙烷、丙烷、正丁烷等组成。

焦炉煤气转换天然气，就是将焦炉煤气通过一系列的转化和处理，将其转换为天然气。

这种转换过程主要包括煤气洗涤、CO2去除、脱硫、脱水、甲烷催化等步骤。

焦炉煤气转换天然气的优势相比传统的燃煤发电，焦炉煤气转换天然气具有以下几个优势：1. 清洁环保焦炉煤气本来就是钢铁冶炼时产生的废气，通过转换成天然气后，会将其中的有毒有害成分（如二氧化硫、氮氧化物等）去除，产生的天然气更加清洁环保。

2. 高效节能焦炉煤气转换天然气的过程中，可将煤气中的甲烷含量提高到90%以上，从而使其热值更高、燃烧效率更高，可以实现更高的能源利用率。

3. 降低污染物排放传统的燃煤发电会产生大量的二氧化碳、二氧化硫等污染物，而焦炉煤气转换天然气在处理过程中，对这些污染物进行了去除，可以大大降低污染物排放。

4. 丰富的资源我国煤炭资源非常丰富，而天然气在我国的开发程度相对不足。

通过焦炉煤气转换天然气，可以更好地利用我国的煤炭资源，增加天然气供应。

焦炉煤气转换天然气的技术难点焦炉煤气转换天然气虽然具有很多优势，但在实践中也面临着许多技术难点：1. 煤气富甲烷化焦炉煤气转换天然气的过程中，最关键的是如何将其中的甲烷含量提高到足够高的水平。

煤气富甲烷化技术是实现这一目标的核心技术之一。

该技术通过在合适的催化剂的存在下，使一部分CO和H2经催化反应生成CH4，从而提高焦炉煤气中甲烷含量。

焦炉煤气转换天然气方案探讨随着环保意识的逐渐增强，传统的能源资源已经逐渐被淘汰，替代能源逐渐成为社会发展的趋势。

其中，化石能源替代方案成为重点，尤其是燃料气体的替代方案。

煤气和天然气是主要的燃料气源，其中焦炉煤气和天然气，在化工和炼油企业中被大量使用。

本文会探讨焦炉煤气转换为天然气的方案。

一、煤气和天然气的区别焦炉煤气是由煤气化过程中分离出的一种混合气体，通常含有主要成份的一氧化碳、氢气、甲烷等，且其中的苯、甲醛等有毒成份，因此需要回收和处理。

而天然气是天然地下形成的气体，主要成份是甲烷，其中也含有一些杂质如二氧化碳、氮气等，但相比煤气而言更加纯净和安全。

二、煤气转换天然气的必要性1.环保和节能是现代社会的需求，焦炉煤气的高污染和低效率已经成为限制煤气使用的主要因素之一。

2.随着国内外天然气市场的发展，原油价格的不断攀升，天然气产业上升势头迅猛，天然气资源的价格优势逐渐显现。

3.通过煤气转换天然气，可以改善其能效，增加其气质，提高其价值，从而提高化工和炼油企业的经济效益。

三、焦炉煤气转换天然气的技术方案为了将实现焦炉煤气转化为天然气，需要分析枝分子的构成，分析中发现在煤气中主要有单质氢，各种烃和小量的混杂气体，其中单质氢和甲烷两种气体占比较高，而甲烷和天然气中主要的成份也是甲烷，所以通过合适的技术方案，可将焦炉煤气转化为相似的甲烷含量的天然气。

1.蒸汽重整法主要是将焦炉煤气进行蒸汽重整，将其中的甲烷和一氧化碳进行催化转化，生成氢气和二氧化碳，然后在合适条件下通过催化转化再把氢气和二氧化碳生成甲烷，从而达到焦炉煤气对于天然气成份的转化。

2.液化重整法主要是将焦炉煤气经过一系列反应处理并液化，形成常温常压下的液态燃料中间体。

可以进行一系列物理或化学变化，处理后取得高纯度的甲烷。

液化重整法是最近几年来的一种随着人类工业的迅速发展而出现的符合国际化趋势的新工业技术，在石油炼化、商业气体以及天然气合成方面有着丰富的应用。

技术应用与研究2019·07105当代化工研究Modern Chemical Research焦炉煤气制天然气之甲烷化技术现状＊朱　林（伊犁新天煤化工有限责任公司 新疆 835000）摘要：在我国社会不断进步的情况下，老百姓对生活水平的要求越来越高，将天然气运用到人们的生产与生活能带来巨大的便利，因此生产天然气的技术逐渐成为了当前技术人员研究的重点，制天然气的方法也越来越多。

在众多制作方法中，利用焦炉煤气进行制作是目前最受人们推荐的方法，而这种方法虽然存在很多优点，但是其制作过程中的重要优化方法，甲烷化技术的运用仍不够完善，存在很多缺陷和需要提升的地方。

本文就甲烷化技术作用及其现状做了简要概括，并对焦炉媒体制天然气的试验及应用也进行了相应的介绍，望给相关人士提供一些帮助。

关键词：焦炉煤气；天然气；甲烷化技术中图分类号：T 文献标识码：ACurrent Status of Methanation Technology for Natural Gas Production from Coke Oven GasZhu Lin(Yili Xintian Coal Chemical CO., LTD., Xinjiang, 835000)Abstract ：With the continuous progress of our society, people's demands on living standards are getting higher and higher, and the applicationof natural gas to people's production and life can bring great convenience. Therefore, the technology of producing natural gas has gradually become the focus of current technical research, and the methods of producing natural gas are also more and more. Among many production methods, coke oven gas is the most recommended method at present. Although this method has many advantages, the important optimization method and the application of methanation technology in the production process are still not perfect, and there are many defects and needs to be improved. In this paper, the function and current situation of methanation technology are briefly summarized, and the test and application of coke oven medium to produce natural gas are also introduced, hoping to provide some help to the relevant people.Key words ：coke oven gas ；natural gas ；methanation technology引言据统计我国目前工厂所使用的甲醇，绝大部分都是利用焦炉煤气进行生产的，我国对于甲醇的使用量比其生产量小，故为了将其充分利用，我国各工程就将生产甲醇多余的材料进行制作天然气，焦炉煤气制作天然气方法也随之产生。

焦炉煤气甲烷化制LNG（或CNG）技术LNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写。

天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。

LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。

天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。

天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。

液化天然气正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。

近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。

利用剩余焦炉煤气生产LNG，既有效解决了焦炉尾气的排放问题，又具有十分可观的经济效益和社会效益。

工艺流程简述来自焦化厂经过预净化处理的焦炉气，仍然含有微量焦油、苯、萘、氨、氰化氢、Cl-、H2S、不饱和烯烃、噻吩、硫醚、硫醇、COS和CS2等有机硫。

原料气首先加压预热后脱氯后，之后经过两段加氢转化，将有机硫转化无机硫，并经过两段脱硫净化后，进入甲烷化工序。

在此将大部分CO、CO2与氢气经过甲烷化反应生成甲烷。

甲烷化反应是强放热反应，通过副产中压蒸汽的方式移出反应热并回收。

由于焦炉煤气中氢含量较高，甲烷化反应后还有较多剩余氢气，可补加适量CO或CO2，以增加LNG产量；也可分离出H2，作为副产品销售或建加氢项目。

最终甲烷化后的混合产品气体，经除水脱碳等净化后进入低温液化工序，制取产品LNG。

焦炉煤气制LNG流程框图经济效益和社会效益根据焦炉煤气成份的差异，生产1吨LNG（CH4含量～96%）消耗焦炉气约3800～4500Nm3，如有其它CO、CO2资源补充，则焦炉气消耗量大幅下降；若无补充气，则可副产H2出售。

以无补充气计，每生产1吨LNG的生产成本约3000元左右，按LNG售价4000元/吨计，经济效益相当可观。

利用焦炉煤气生产LNG（或CNG），将为焦炉尾气的综合治理和利用作出示范，变废为宝，使环境、经济和社会效益得以协调和统一，实现循环经济，使我国的焦炭业能够持续和高效的发展。

论述焦炉煤气制取天然气技术及其发展一、发展焦炉煤气制取天然气的现状在我国，对焦化行业结构所进行的调整已经基本完成，这种措施的利用，在焦炉煤气制取天然气当中，就会置换出大量的焦炉煤气，这样不但能够增加煤气资源的利用率，对天然气的生产也是一个稳步的提高。

业内人士都清楚，甲烷是焦炉煤气主要的成分，所以我们研究的一个主要方向，就是进行甲烷化，以及把甲烷分离提取出来。

像一些比较成熟的工厂已经开始利用变压吸附法，来提出甲烷的浓度，而且还开发一些功能相对比较多，效率好的催化剂。

下面我们就具体分析一下其工艺流程。

二、焦炉煤气制取天然气的工艺过程直接对原料气中的甲烷进行分离提取和使净涤后的焦炉煤气发生甲烷化反应是焦炉煤气制取天然气的两个最有效率，也是技术最成熟的方法了，接着对甲烷进行分离。

接下来我就不一一给大家介绍了，就针对第二种方法的工艺流程和大家一起来学习。

1.工艺流程图如图1所示：下图是利用焦炉煤气甲烷化对天然气进行制取的工艺流程图。

2.净化和精脱硫过程焦炉煤气被焦化厂初步进行处理后，这些有害物质和杂质，例如微量的二硫化碳和COS、硫醇，还有噻吩和硫化氢，以及不饱和烯烃和Cl-，苯和焦油，这些都是其产生的典型的有害物质。

针对于不饱和烯烃，其在后续的反应中会把析碳进行分解，这样对催化剂的活性影响很大。

有机硫和无机硫是组成混合硫化物的主要成分，因为这两种硫在甲烷化催化剂中都是一种毒物，所以在甲烷化催化剂使用的时候，其会出现永久性的中毒的现象，那么甲烷催化剂的活性几乎要损耗殆尽，所以为了高效的生产出天然气，就要使初步净涤后的焦炉煤气发生甲烷化反应，以此类推，我们就必须运用施精脱硫的技术，只有这样，才能和甲烷化的反应所需要的净化精度相符合。

其实简单点说呢，对焦炉煤气中的焦油、苯、氯、氨以及硫等杂质进行脱除，就是原料气净化的根本目标，这样系统设备才可以正常稳定地运行。

所以针对这两个方面一定要有清晰的思路。

甲烷化催化剂是相对精脱硫而说的，甲烷化催化剂对氯和硫等毒物的要求在实际操作中一定要相互符合，这样才能更好的更快的生产出我们最后需要的天然气。

焦炉煤⽓制天然⽓之甲烷化技术现状焦炉煤⽓制天然⽓之甲烷化技术现状刘⾦刚刘振峰杜霞茹娄肖杰吴迪镛（⼤连凯特利催化⼯程技术有限公司⼤连辽宁116085）摘要：焦炉煤⽓制天然⽓项⽬在技术性和经济性⽅⾯具有较强的竞争⼒，已成为焦炉煤⽓综合利⽤的热点技术之⼀。

甲烷化技术是焦炉煤⽓制天然⽓项⽬中的关键技术之⼀，迄今仍未有成熟可靠的商业化应⽤实例。

甲烷化技术主要有绝热多段固定床⼯艺和等温列管⽔冷反应器⼯艺，这些焦炉煤⽓甲烷化⼯艺仍处于试验阶段，其中甲烷化催化剂是⼯艺关键，其稳定性和可靠性等均需进⼀步验证。

关键词：焦炉煤⽓天然⽓甲烷化催化剂1 前⾔中国的独⽴焦化企业每年副产焦炉煤⽓约900亿m3，除了回炉加热⾃⽤，⼯业⽤燃料、发电及放散等之外，⽬前对焦炉煤⽓的综合利⽤主要是制作⼯业原料甲醇。

但国内甲醇产能过剩，⽽且焦炉煤⽓制甲醇技术复杂，投资较⼤。

近些年焦炉煤⽓制天然⽓（管输天然⽓、压缩天然⽓CNG、液化天然⽓LNG）备受关注，该技术能量利⽤效率⾼，⼯艺流程简单，市场前景看好，正逐渐成为焦炉煤⽓综合利⽤的具有较强竞争⼒的新领域之⼀。

国内⾸套焦炉煤⽓制天然⽓项⽬是太⼯天成2007年在⼭西河津实施的焦炉⽓综合利⽤新⼯艺⽰范⼯程，该项⽬中没有甲烷化⼯艺，采⽤前端组成净化、膜分离、低温液化等技术⽣产LNG和H2，项⽬于2009年建成，但由于各种各样原因，该⼯程⼀直未正常开⼯。

另据相关报道，2010年年底，内蒙乌海华清能源科技有限公司15万m3/d 焦炉煤⽓甲烷化制CNG⽰范装置成功开车，该项⽬中主要含焦炉煤⽓深度净化、绝热多段甲烷化、变压吸附、压缩等⼯艺，但由于新近开车，该⼯程还需经受“安稳长满”运⾏的考验。

另据报道，国内已有乌海、曲靖、菏泽、鄂尔多斯、攀枝花、孝义等地焦炉煤⽓制天然⽓项⽬正在规划、拟建或在建，这些项⽬中均含有甲烷化⼯艺，主要由国内和国外技术商提供⼯艺技术和催化剂。

2 甲烷化技术简介在焦炉煤⽓制天然⽓项⽬中，甲烷化⼯艺并不是必须的。