焦炉煤气液化制LNG工艺及生产研究

曹海滨

焦炉煤气液化制LNG工艺及生产研究

曹海滨

（内蒙古三聚家景新能源有限公司，内蒙古阿拉善 750306）

主要对我国焦炉煤气液化制LNG的原理进行分析，在此基础上对生产工艺进行详细阐述。明确了生产工艺中的重点、难点所在。我国焦炉煤气液化制LNG工艺与西方发达国家进行比较，在众多方面还存在着一定差距。相关人员需要不断加强研究力度，对生产工艺进行优化和改良，促使生产工艺可以不断融入先进的科学技术，紧跟时代发展脚步，满足社会经济发展对产品的实际需求。对焦炉煤气液化制LNG工艺及生产进行深入研究是具有现实意义的，希望通过本文可以对相关人员有所启示。

焦炉；煤气；液化制；LNG；工艺；生产研究

1　焦炉煤气液化制LNG流程分析

对于焦炉煤气制作LNG设备中，设计概念为每小时可以处理焦炉煤气3万m3，可以将工艺生产概括性的分为以下几个单元，第一单元就是对生产原材料进行压缩处理，第二单元可以对焦炉煤气进行脱硫处理，第三单元就是进行甲烷合成，第四方面就是对合成气进行低温液化分离处理。其中第三单元与第四单元是焦炉煤气液化制LNG的关键与核心所在。

2　甲烷合成原理

焦炉煤气对甲烷合成的关键在于，甲烷合成反应设备的合理性，以及甲烷合成催化剂的科学性，工艺技术要全面、完善。根据焦炉气甲烷化反应的实际特点，整个工艺流程中主要是配置了3台甲烷化反应设备，设备都是经过特殊处理的。即使焦炉煤气成本变化程度较大，也不会对设备运行效率造成不良影响。应用新型、先进的甲烷化催化剂制备技术，使得催化剂的综合性能得到良好提升，降低催化剂对甲烷化装置运行造成的不良影响。甲烷合成技术应用原理就是应用甲烷合成催化器，应用化学反应使得一氧化碳和二氧化碳可以转变成为甲烷。

从化学反应公式中可以了解到，无论是升高压力还是降低温度对CH4生成都有着积极影响。化学反应公式（4）和（5），是催化剂失活的主要因素，必须给予高度重视。从这些方程式中可以清楚的了解到甲烷合成反应原理，以及催化剂制作过程中需要重点解决内容。甲烷合成属于强放热反应，同时还会生成大量的水，受到条件影响水蒸气会使得催化剂原本的综合新不呢过降低，埋下众多生产隐患。以甲烷合成的反应特点为基础，项目建设汇总应用了综合性能较为良好的预还原催化剂，提出了冷液循环的生产理念，从而降低生产过程中的能源消耗，并且开发了较为优质的LNG工艺技术。

3　甲烷合成技术特点分析

装置主要是采用了串并联甲烷合成工艺，并且与绝热和换热性反应器设备协调配合，应用系统运行过程中生产出来的冷凝液作为循环补液，对反应温度进行有效控制，从而保证甲烷反应更加全面。第二方面就是夹点技术的应用，进行高效热量回收体系建设，对浪费的高温热能进行回收利用。根据生产的实际需求，可以生产出高压蒸汽和重压蒸汽，同时也会生产出一定的低压蒸汽和工艺热水。对合成反应中产生的热量进行有效回收，促使LNG液化透平机运行，进一步缩减LNG生产过程中的成本消耗，提升生产的经济性。工业实践表明：该工艺能保证合成气中CO2体积分数小于50×10-6，甲烷合成反应更完全，有利于后续深冷液化工序的运行。值得注意的是，当催化剂床层温度过高并且原料气中水蒸气含量偏低时，会造成催化剂床层积炭，使催化剂失活，所以应避免催化剂床层的飞温。

4　工业化生产运行效果

科学系统地把焦炉煤气工业生产LNG整体作为研究对象，针对不同焦炉煤气原料成分，气量及组成波动，甚至焦炭生产系统波动，焦化化产回收超标等这些关键点，都要有对应的专业控制解决方案、专用设备与应急方案和保护措施，严格控制焦炉煤气中的氢碳比、水、二氧化碳、硫、砷、汞、苯、焦油、萘等痕量杂质在规定技术指标以内，才能确保大型焦炉煤气生产LNG连续稳定生产。截止2014年9月，该装置已连续、稳定、满负荷生产一年多，证明了该工艺技术具有工艺流畅、投资规模小、产品市场前景好、能源用率高等特点。焦炉气甲烷化制液化天然气是焦化企业解决焦炉煤气综合利用问题的良好选择，同时还能节能、减少温室气体排放，是一条新的清洁生产之路。

［1］ 都大永，庄妍.焦炉煤气制LNG产业发展研究［J］.煤气与热力，2013，（7）.

［2］ 张继龙，李晴，帖呈，等.焦炉煤气利用的分析与建议［J］.煤化工，2013，（3）.

［3］ 董相军，苏芮锋.浅谈液化天然气（LNG）的优势及发展前景［J］.交通节能与环保，2013，（6）.

［4］ 赵高庆.浅谈我国LNG工程建设标准规范的现状和应对思路［J］.石油工业技术监督，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

曹海滨（1971—），男，内蒙古赤峰人，工程师，主要从事煤化工工作。