焦?fàn)t煤氣液化制LNG工藝及生產(chǎn)研究

曹海濱

焦?fàn)t煤氣液化制LNG工藝及生產(chǎn)研究

曹海濱

（內(nèi)蒙古三聚家景新能源有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善 750306）

主要對(duì)我國(guó)焦?fàn)t煤氣液化制LNG的原理進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)闡述。明確了生產(chǎn)工藝中的重點(diǎn)、難點(diǎn)所在。我國(guó)焦?fàn)t煤氣液化制LNG工藝與西方發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行比較，在眾多方面還存在著一定差距。相關(guān)人員需要不斷加強(qiáng)研究力度，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化和改良，促使生產(chǎn)工藝可以不斷融入先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，緊跟時(shí)代發(fā)展腳步，滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)產(chǎn)品的實(shí)際需求。對(duì)焦?fàn)t煤氣液化制LNG工藝及生產(chǎn)進(jìn)行深入研究是具有現(xiàn)實(shí)意義的，希望通過(guò)本文可以對(duì)相關(guān)人員有所啟示。

焦?fàn)t；煤氣；液化制；LNG；工藝；生產(chǎn)研究

1　焦?fàn)t煤氣液化制LNG流程分析

對(duì)于焦?fàn)t煤氣制作LNG設(shè)備中，設(shè)計(jì)概念為每小時(shí)可以處理焦?fàn)t煤氣3萬(wàn)m3，可以將工藝生產(chǎn)概括性的分為以下幾個(gè)單元，第一單元就是對(duì)生產(chǎn)原材料進(jìn)行壓縮處理，第二單元可以對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行脫硫處理，第三單元就是進(jìn)行甲烷合成，第四方面就是對(duì)合成氣進(jìn)行低溫液化分離處理。其中第三單元與第四單元是焦?fàn)t煤氣液化制LNG的關(guān)鍵與核心所在。

2　甲烷合成原理

焦?fàn)t煤氣對(duì)甲烷合成的關(guān)鍵在于，甲烷合成反應(yīng)設(shè)備的合理性，以及甲烷合成催化劑的科學(xué)性，工藝技術(shù)要全面、完善。根據(jù)焦?fàn)t氣甲烷化反應(yīng)的實(shí)際特點(diǎn)，整個(gè)工藝流程中主要是配置了3臺(tái)甲烷化反應(yīng)設(shè)備，設(shè)備都是經(jīng)過(guò)特殊處理的。即使焦?fàn)t煤氣成本變化程度較大，也不會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行效率造成不良影響。應(yīng)用新型、先進(jìn)的甲烷化催化劑制備技術(shù)，使得催化劑的綜合性能得到良好提升，降低催化劑對(duì)甲烷化裝置運(yùn)行造成的不良影響。甲烷合成技術(shù)應(yīng)用原理就是應(yīng)用甲烷合成催化器，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)使得一氧化碳和二氧化碳可以轉(zhuǎn)變成為甲烷。

從化學(xué)反應(yīng)公式中可以了解到，無(wú)論是升高壓力還是降低溫度對(duì)CH4生成都有著積極影響。化學(xué)反應(yīng)公式（4）和（5），是催化劑失活的主要因素，必須給予高度重視。從這些方程式中可以清楚的了解到甲烷合成反應(yīng)原理，以及催化劑制作過(guò)程中需要重點(diǎn)解決內(nèi)容。甲烷合成屬于強(qiáng)放熱反應(yīng)，同時(shí)還會(huì)生成大量的水，受到條件影響水蒸氣會(huì)使得催化劑原本的綜合新不呢過(guò)降低，埋下眾多生產(chǎn)隱患。以甲烷合成的反應(yīng)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，項(xiàng)目建設(shè)匯總應(yīng)用了綜合性能較為良好的預(yù)還原催化劑，提出了冷液循環(huán)的生產(chǎn)理念，從而降低生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗，并且開(kāi)發(fā)了較為優(yōu)質(zhì)的LNG工藝技術(shù)。

3　甲烷合成技術(shù)特點(diǎn)分析

裝置主要是采用了串并聯(lián)甲烷合成工藝，并且與絕熱和換熱性反應(yīng)器設(shè)備協(xié)調(diào)配合，應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中生產(chǎn)出來(lái)的冷凝液作為循環(huán)補(bǔ)液，對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)行有效控制，從而保證甲烷反應(yīng)更加全面。第二方面就是夾點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行高效熱量回收體系建設(shè)，對(duì)浪費(fèi)的高溫?zé)崮苓M(jìn)行回收利用。根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需求，可以生產(chǎn)出高壓蒸汽和重壓蒸汽，同時(shí)也會(huì)生產(chǎn)出一定的低壓蒸汽和工藝熱水。對(duì)合成反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行有效回收，促使LNG液化透平機(jī)運(yùn)行，進(jìn)一步縮減LNG生產(chǎn)過(guò)程中的成本消耗，提升生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。工業(yè)實(shí)踐表明：該工藝能保證合成氣中CO2體積分?jǐn)?shù)小于50×10-6，甲烷合成反應(yīng)更完全，有利于后續(xù)深冷液化工序的運(yùn)行。值得注意的是，當(dāng)催化劑床層溫度過(guò)高并且原料氣中水蒸氣含量偏低時(shí)，會(huì)造成催化劑床層積炭，使催化劑失活，所以應(yīng)避免催化劑床層的飛溫。

4　工業(yè)化生產(chǎn)運(yùn)行效果

科學(xué)系統(tǒng)地把焦?fàn)t煤氣工業(yè)生產(chǎn)LNG整體作為研究對(duì)象，針對(duì)不同焦?fàn)t煤氣原料成分，氣量及組成波動(dòng)，甚至焦炭生產(chǎn)系統(tǒng)波動(dòng)，焦化化產(chǎn)回收超標(biāo)等這些關(guān)鍵點(diǎn)，都要有對(duì)應(yīng)的專業(yè)控制解決方案、專用設(shè)備與應(yīng)急方案和保護(hù)措施，嚴(yán)格控制焦?fàn)t煤氣中的氫碳比、水、二氧化碳、硫、砷、汞、苯、焦油、萘等痕量雜質(zhì)在規(guī)定技術(shù)指標(biāo)以內(nèi)，才能確保大型焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)LNG連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。截止2014年9月，該裝置已連續(xù)、穩(wěn)定、滿負(fù)荷生產(chǎn)一年多，證明了該工藝技術(shù)具有工藝流暢、投資規(guī)模小、產(chǎn)品市場(chǎng)前景好、能源用率高等特點(diǎn)。焦?fàn)t氣甲烷化制液化天然氣是焦化企業(yè)解決焦?fàn)t煤氣綜合利用問(wèn)題的良好選擇，同時(shí)還能節(jié)能、減少溫室氣體排放，是一條新的清潔生產(chǎn)之路。

［1］ 都大永，莊妍.焦?fàn)t煤氣制LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究［J］.煤氣與熱力，2013，（7）.

［2］ 張繼龍，李晴，帖呈，等.焦?fàn)t煤氣利用的分析與建議［J］.煤化工，2013，（3）.

［3］ 董相軍，蘇芮鋒.淺談液化天然氣（LNG）的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展前景［J］.交通節(jié)能與環(huán)保，2013，（6）.

［4］ 趙高慶.淺談我國(guó)LNG工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的現(xiàn)狀和應(yīng)對(duì)思路［J］.石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014，（1）.

Study on LNG Technology and Production of Coke Oven Gas Liquefaction System

Cao Hai-bin

Mainly analyzes the principle of LNG of coke oven gas liquefaction system in our country，on the basis of this，the production process is described in detail.The key points and difficulties in the process of production are defined.Compared with western developed countries，the LNG process of coke oven gas liquefaction system in China has a certain gap in many aspects.The relevant personnel need to constantly strengthen research efforts to optimize and improve the production process，the production process can continue to integrate into the advanced science and technology，the development of closely follow the footsteps of the times，to meet the actual needs of social and economic development of the product.It is of practical significance to deeply research on LNG technology and production of coke oven gas liquefaction process.

coke oven；coal gas；liquefaction；LNG；technology；production research

TQ546

B

1003-6490（2016）06-0003-01

2016-06-12

曹海濱（1971—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，工程師，主要從事煤化工工作。