焦炉煤气制LNG项目方案简介

焦炉煤气制LNG简介一、中科院理化所技术通信地址：北京海淀区中关村北一条2号邮政编码：100190 产业策划部：010-********/82543606/82543608/825436091 问题提出近年来, 我国对焦化行业实施“准入”制度，焦炉煤气的综合利用成为炼焦企业生存与发展的关键。

一些大型的炼焦企业建设了焦炉煤气制甲醇项目，并取得了良好的经济效益，为大型炼焦企业综合利用焦炉煤气找到了新方法。

但中小焦化企业生产规模相对较小，焦炉煤气产量少，成本优势不明显，多家企业联合又困难，影响了焦化企业对焦炉煤气的综合利用。

2 焦炉煤气生产LNG的技术特点为了解决中小企业焦炉煤气综合利用的问题，中科院理化技术研究所改变利用思路，将有效成分甲烷和氢气作为两种资源综合利用，开发出了焦炉煤气低温液化生产LNG联产氢气技术（已申请专利），新技术具有以下特点：1) 可以省去甲烷转化工序，大大节省投资成本。

2) 由于新工艺拥有**的循环制冷系统，操作弹性非常大，适应性强，运行稳定。

3) 产生的氢气可以利用氢气锅炉为全厂提供动力和热力，这方面的技术已经非常成熟。

有经济实力的企业还可以配套合成氨等装置，相对投资少，效益更高。

并随着氢气利用技术的日益发展可以生产液氢产品等。

4) 产品市场好。

预计未来15年中国天然气需求将呈爆炸式增长，到2010年，中国天然气需求量将达到1000×109 m3，产量约800×109 m3,缺口将达到200×109 m3 ；到2020年天然气需求量将超过2000×109 m3 ，而产量仅有1000 ×109 m3, 50％将依赖进口。

5) 整套方案中工艺流程短，操作简单。

处理量1 ×106 m3 /d的生产装置，只需要40～50操作工，非常适合中小型焦化企业对焦炉煤气的综合利用。

3 焦炉煤气生产LNG联产氢气工艺路线液化天然气是天然气经过预处理，脱除重质烃、硫化物、二氧化碳、水等杂质后，在常压下深冷到－162℃液化制成，液化天然气是天然气以液态的形式存在，其体积仅为气态时的1/625。

唐钢焦炉煤气制天然气项目简介及运行改进摘要：随着我国工业水平迅速发展，科技水平不断提高，国家对工业环保也是越来越重视；我们都知道炼焦行业是我国冶金工业中不可或缺的一部分，同时也是高污染的行业。

其中焦炉煤气处理就是其中最为重要的一个环节，所以，近年来出现了很多的焦炉煤气制天然气项目陆续投产。

这不但解决了焦炉煤气处理的难题，且同时也为我国天然气缺口做出了一定贡献。

但是目前我国焦炉煤气制天然气项目普遍存在甲烷转化率不高的尴尬境地。

本文简述在焦炉煤气制天然气过程中提高甲烷转化率的方法。

关键词：焦炉煤气；天然气；甲烷合成转化率1．国内焦炉煤气制液化天然气现状我国是焦炭生产大国，产量占世界总产量的一半以上，而焦炭的副产物主要是焦炉煤气，2015 年我国焦炭产量 4.5 亿 t，焦炉煤气总产量约 1 900 亿 m3，除50% 回炉外，其余的总量也已经超过了 2015 年西气东输累计输气量的 1.5 倍（590 亿 m3）[1]。

但是焦炉煤气利用率却较低，“只焦不化” 的现象依然存在，成为制约我国焦炉气合理利用的瓶颈问题[2]，目前将甲烷从焦炉煤气中分离出来并且加以利用是当前针对焦炉煤气重新利用的重要途径[3]。

也出现一些焦炉煤气甲烷化制LNG 项目，甲烷化技术基本采用的是国外丹麦托普索、英国戴维工艺包。

但经过几年的发展，国内甲烷化技术也取得了较大的进步，西南化工研究院、新地能源以及大连凯利特等单位都对甲烷化工艺及催化剂进行了开发和试验，并取得了较好的项目成果 [4]。

2．项目简介本项目是位于河北省唐山市滦县，本项目每年以3.2亿标方焦炉煤气为原材料，每年产出9.5万吨液化天然气产品。

本项目是利用唐钢美锦煤化工富余的焦炉煤气生产液化天然气，将焦炉煤气变废为宝，是符合节能宗旨的环境友好型企业以及实现“十二五”节能减排目标做出贡献。

不仅可使工业园区内富余焦炉煤气全部得到高附加值的利用，减少污染的排放，不影响美锦煤化工正常生产而且能充分利用唐钢集团公用工程提高设备利用率增强企业竞争力和盈利能力园区焦炉煤气，组分比例见表１。

焦炉煤气如何制取液化天然气？看这里！我国焦炭产能和消耗量巨大，而焦炉煤气是焦化企业的主要副产品之一。

近年来，一些新的焦炉煤气利用技术不断涌现。

随着人们环保意识的不断加强及国家节能减排政策的提出，焦炉煤气的综合利用早已被提上日程，焦炉煤气的主要成分为甲烷，将其中的甲烷分离提取出来，或者进行甲烷液化成为一个重要的研究方向。

一、国内外技术发展现状焦炉煤气制取液化天然气作为一个新兴的制作工艺及研究点，受到许多焦化企业及研究者的青睐。

据了解，国外代表性的工艺技术有丹麦托普索甲烷化、英国戴维甲烷化和日本日挥焦炉煤气制LNG 技术等，其中丹麦托普索或英国戴维只做甲烷化，而日挥除了拥有甲烷化技术外，前期的煤气深度净化更是其技术优势，也就是说日挥拥有全流程的工艺技术。

目前焦炉煤气制取天然气产业在国内呈现强劲发展势头。

国内研究学者在结合现场生产制造工艺的基础上，针对焦炉煤气制取液化天然气工艺进行深入研究。

例如中国科学院理化技术研究所开发的焦炉煤气低温分离生产液化天然气（LNG）联产氢气工艺，将膜分离和低温精馏分离技术相结合，采用了吸附脱苯、萘和焦油、水解脱硫、MDEA脱碳、等压干燥、膜分离提氢、氮气膨胀制冷等国内外先进技术，低温分离出LNG，并对膜分离提氢过程中产生的高纯氢进行综合利用。

二、焦炉煤气的组成和性质焦炉煤气，简称焦炉气，是煤焦化过程得到的可燃气体。

其产率和组成因炼焦煤质和焦化过程不同而有所差别，一般每吨干煤可产焦炉煤气约430m3(标准状态)。

焦炉煤气为有毒和易爆性气体，空气中的爆炸极限为6-30%（体积）。

焦炉煤气典型组成如表1所示，其与常规天然气的组成有很大区别，其中氢、氮含量相对较高。

表1、焦炉煤气的性质三、焦炉煤气制取液化天然气工艺流程进行甲烷化反应外，还存在部分过量氢气，由于原料气中氢气含量相对较高，除与原料气中CO、CO2可通过PSA分离技术分离提取原料气中氢气，提取后氢气外销；甲烷化后经过脱汞、干燥等净化具体流程如图1所示，处理后进入液化段，进行深冷分离。

焦炉煤气提纯制H2联产LNG技术摘要:近年来，循环、低碳和环保已成为中国经济的一个趋势。

目前焦炉煤气的使用主要是作为燃料、能源、化学材料和还原气体，已成为研究领域。

阐述了焦化行业气体在焦炉煤气行业的应用现状。

H2联产LNG焦炉煤气提纯制包括其原则和程序，对生产的影响以及各种工艺流程的分析。

关键词:焦炉煤气;天然气;氢气;深冷;提氢氢气和天然气是清洁能源。

氢和氢能源的发展越来越快，液化气成为世界贸易中增长最快的能源之一。

焦化行业富余气体在制氢和液化气方面的使用，不仅可以解决传统能源短缺问题，提高能源多元化，提高空气质量。

通过H2联产LNG还生产了市场上急需的增值产品，以提高公司的经济效益。

项目还促进煤炭和能源行业的技术进步和工业发展。

因此，同时从焦炉煤气资源不仅符合国家节能环保准则，而且企业获得经济效益。

一、焦炉煤气制氢装置介绍及特点有很多获取氢气的方法，优化应用于经济的氢技术可以使企业在生产苯加氢，按时实现生产目标，最终达到预期的氢效果。

因此，焦炉煤气制氢中使用是重要和必要的。

掌握工艺应用合理化解决方案，可以成功解决常见的技术问题，充分发挥制氢的优势。

1.介绍。

焦炉煤气制氢装置的引入首先通过热吸附净化装置进行。

20世纪60年代，随着美国工业化进程的加快，该装置转变成了压吸附四床法，即所谓的变压吸附。

随着进一步发展和不断拓宽，导致这种技术得到更广泛应用的其他事项广泛应用于冶金工业和高温环境。

它使用不同的气体来隔离具有不同吸收效果的气体。

当同一混合气体分离时，根据压力变化影响大气吸收的规律进行分离。

2.特点。

焦炉煤气制氢特点是吸收、温度变化和变压吸附相结合，从而提高了吸附过程中空气净化装置的效率，同时吸收效果良好，提高了氢的纯度，自动化功能显而易见。

考虑到低温燃烧和安装介质爆炸的危险，有必要使用计算机控制阀并相应调整参数。

易于使用的计算机使能够有效地控制合格产品的生产。

该设备的主要特点是功耗低。

制氢解吸气体效率较高，设备的应用总体上可以控制，同时提高效率。

焦炉煤气制液化天然气工艺知识简介一、常见燃料气体英文缩写：NG:是指天然气。

SNG：是指替代天然气。

CNG：是指压缩天然气。

LNG:是指液化天然气。

LPG：是指液化石油气。

COG：是指焦炉煤气。

BOG：是指闪蒸气二、液化天然气LNG的基本性质：LNG是常压下气态的天然气通过冷却至-162℃，使之凝结成液体，其体积缩小到气态时的1/625，其熔点-182℃，闪点-188℃，沸点-161.5℃，相对密度0.43t/m3，引燃温度538℃，爆炸极限5.3—15%。

三、焦炉煤气制合成天然气原理由于焦炉煤气中CO和CO的总含量约为10% (v/v)，多碳烃的含量为2~3%，以及约2，所以可以利用甲烷化反应生成甲烷，主反应见反应式 (1)和 (2)：55% (v/v)的H2CO+3H2→CH4+H2O? △H0=-206kJ/mol?? (1)CO2+4H2→CH4+2H2O △H0=-178kJ/mol? ?(2)，可与氢气反应生成水，见反应式(3)：焦炉煤气中还有少量O2从反应式 (1)、(2)和 (3)可知，这三个反应都是很强的放热反应，在反应过程中反应热可使甲烷化炉的温度升高到650℃左右。

这不仅使催化剂由于多碳烃裂解而结碳，还可能容易使不耐高温的甲烷化催化剂烧结而失活。

四、工艺流程简介焦炉煤气先经过粗脱萘焦油器，脱除煤气中的焦油和萘，使煤气中萘含量降低到≤50mg/Nm3，焦油含量降低到≤5mg/Nm3。

然后经焦炉煤气压缩机压缩后进入精脱萘、焦油、和苯变温吸附单元，进一步脱除焦炉煤气中的焦油、萘、苯等杂质，保证焦炉气中氨含量＜10ppm，萘＜10ppm，焦油＜1ppm。

精脱苯、萘、焦油的焦炉煤气进入粗脱硫罐，使焦炉煤气中的H2S≤1mg/Nm3，然后进入预加氢反应器、一级加氢转化反应器、氧化锌精脱硫塔、二级加氢转化反应器和氧化锌精脱硫，对焦炉气中的硫醇、硫醚、COS、CS2等有机硫及无机硫H2S进行精脱硫，使焦炉煤气中的总硫含量小于0.1ppm。

50000 Nm3/h焦炉煤气制LNG工程方案1 工程概况1.1 原料气供给量及组成焦炉煤气供给量为50000Nm3/h，压力为0.02MPa，温度为40度，组成如下：焦炉煤气组成表1.2 设计内容本项目新建循环水站、冷水站、配电室、控制室、消防水站、动力站（仪表空气和制氮装置）等辅助设备。

本项目不考虑办公楼、食堂等福利设备。

本项目不考虑锅炉房，蒸汽、脱盐水外购。

2生产规模和产品方案2.1 生产规模和产品方案根据原料气组成，组合甲方要求，确定本项目生产规模和产品方案。

本项目年生产约1.57亿Nm3液化天然气（简称LNG）（19635N m3/h）和0.63亿Nm3氢气（7882Nm3/h），年处理4亿Nm3焦炉煤气（50000Nm3/h）。

LNG甲烷含量大于98% vol，产品质量符合《车用压缩天然气》要求；氢气纯度大于99.9% vol。

2.2 生产班制和年运行时间装置为连续运行，年操作时间为8000 h。

工作班制为四班三运转。

3 工艺技术方案比选根据焦炉煤气组成、杂质含量，结合产品方案，遵循工艺技术先进性、可靠性、安全性、经济型等原则，确定本装置的工艺技术方案。

焦炉煤气是焦炭生产过程的副产物，其主要成分为H2、CH4、CO、CO2、N2等，其杂质有焦油、萘、苯、硫化氢、有机硫等。

焦炉煤气中H2、CO和O2在一定条件下可以合成甲烷，但焦炉煤气中的杂质对甲烷合成催化剂有很大的影响，故本项目要先对焦炉煤气进行净化处理，以满足甲烷合成的需要。

焦炉煤气甲烷合成后，氢还有约30%的富裕量，故本项目提纯氢气，以提高项目附加值。

本项目生产工艺装置包括原料气储存、压缩工段、脱硫工段、合成工段、提氢工段、合成工段、液化工段、LNG储罐及装车站。

工艺技术方案比选如下：3.1原料气储存气柜在燃气工程中主要起调峰作用，在化工生产中有稳压、缓冲、调压、混合作用，同时还可以起到事故、检修时的储备。

储气柜分高压储气柜和低压储气柜，低压储气柜又分为湿式气柜和干式气柜。