國內(nèi)首套焦?fàn)t氣甲烷化制天然氣裝置開車總結(jié)

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1、國內(nèi)首套焦?fàn)t氣甲烷化制天然氣工業(yè)裝置開車總結(jié)張先茂王國興王利勇陳宗杰趙志杰（武漢科林精細(xì)化工有限公司，湖北武漢430223）摘要：介紹了國內(nèi)首套焦?fàn)t氣甲烷化制天然氣工業(yè)化裝置的工藝原理。對加氫脫硫催化劑的硫化和甲烷化催化劑的還原運(yùn)行情況進(jìn)行了總結(jié)。運(yùn)行結(jié)果表明該裝置具有工藝簡單、操作平穩(wěn)、設(shè)備投資少、能耗低等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：焦?fàn)t氣甲烷化天然氣SummaryonthecommencementofthefirstindustrialequipmentofmethanatingcokeovengasintonaturalgasinChinaAbstract:Thisarticleint

2、roducestheprocessingprincipleonthefirstindustrialequipmentofmethanatingcokeovengasintonaturalgasinChina.Thetest-rundataonthesulfurationofhydrodesulfurizationcatalystandthereductionofmethanationcatalystaresummarized.Theresultsshowthattheequipmenthasadvantagesoffacileprocessingprocedures,stead

3、yoperation,lowcapitalinvestmentandenergyconsumption.Keyword:cokeovengas;methanation;naturalgas31.前言焦?fàn)t煤氣是在煉焦過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，主要成分是氫氣和甲烷，還有少量烯烴、一氧化碳和二氧化碳等。而每年中國焦?fàn)t氣的產(chǎn)量約1200億Nm3，一部分用來發(fā)電，一部分用來制氫和甲醇，還有相當(dāng)一部分直接排放，其利用率約為55%，在浪費(fèi)寶貴資源的同時(shí)，也對環(huán)境造成了極大的污染。焦?fàn)t氣通過甲烷化反應(yīng)，將焦?fàn)t氣中CO、CO2轉(zhuǎn)化為甲烷，再通過變壓吸附生產(chǎn)天然氣具有較好經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義[1]。201

4、0年12月18日，由武漢科林精細(xì)化工有限公司與北京溯希至清公司聯(lián)合設(shè)計(jì)的國內(nèi)首套“烏海華清能源科技有限公司15萬m3/天焦?fàn)t氣甲烷化制CNG”裝置成功開車。2工藝簡述烏海華清能源科技有限公司焦?fàn)t氣甲烷化制CNG項(xiàng)目日處理焦?fàn)t氣量15萬m3，工藝流程如下：焦?fàn)t氣→壓縮→除油→預(yù)脫硫→加氫脫硫→氧化鋅精脫硫→換熱→甲烷化→廢熱回收→冷卻→分離→變壓吸附→產(chǎn)品天然氣濕法脫硫后的原料氣首先經(jīng)壓縮加壓,再經(jīng)絲網(wǎng)凈化器除去原料氣中大量的油污和水霧，然后進(jìn)入W306脫油塔，進(jìn)一步除去原料中的油污及雜物，脫油后的氣體進(jìn)入裝W102活性炭脫硫塔，將原料氣中的H2S脫除，脫除硫化氫后的氣體再經(jīng)換熱

5、器與三級甲烷化后氣體換熱提溫至~250℃后進(jìn)入W210加氫脫硫反應(yīng)器，在此將原料氣中的有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化為H2S、烯烴加氫轉(zhuǎn)化為烷烴，加氫后的氣體進(jìn)入W305高溫氧化鋅精脫硫塔，脫除加氫產(chǎn)生的H2S和殘留的微量有機(jī)硫化物。經(jīng)此工藝處理后可使出口總硫含量≤0.1mg/Nm3，滿足后工段甲烷化催化劑要求。來自循環(huán)機(jī)壓縮循環(huán)氣與脫硫后的新鮮凈化氣混合后（溫度~250℃）進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，甲烷化后的氣體與部分脫硫后的新鮮凈化氣混合經(jīng)廢熱鍋爐降溫至250℃后進(jìn)入下級甲烷化反應(yīng)，甲烷化反應(yīng)后的氣體經(jīng)一系列換熱降溫，3降溫后的氣體最后經(jīng)水冷卻器降溫至40℃。冷卻降溫后的氣體一部分去

6、循環(huán)壓縮機(jī)，加壓后經(jīng)加熱器換熱后去一級甲烷化入口循環(huán)；剩余去后面的PSA系統(tǒng)提取產(chǎn)品天然氣。3脫硫系統(tǒng)開車3.1加氫脫硫催化劑硫化脫硫系統(tǒng)主要是脫除焦?fàn)t氣中的H2S、COS和其他一些有機(jī)硫，避免后面甲烷化催化劑出現(xiàn)硫中毒。脫硫劑選用武漢科林精細(xì)化工有限公司的W102活性炭精脫硫劑25m3、W210有機(jī)硫加氫催化劑6m3和W305中溫氧化鋅精脫硫劑10m3。其中W210有機(jī)硫催化劑的硫化采用氮?dú)庋h(huán)升溫，待加氫脫硫反應(yīng)器床層溫度升至210℃后以焦?fàn)t氣為氣源配入CS2開始硫化，經(jīng)過硫化期和強(qiáng)化期，溫度逐步升到400℃，出口H2S含量達(dá)到理論值時(shí)硫化完畢，繼續(xù)通入焦?fàn)t氣排硫，直至加氫

7、脫硫反應(yīng)器出口總硫與入口總硫含量相當(dāng)，即排硫完畢。硫化時(shí)間從2010年12月9日~12月10日，整個(gè)硫化過程共用了18h。硫化過程中催化劑床層溫度如下：表1加氫催化劑升溫情況階段時(shí)間上部,℃中部,℃下部,℃升溫4227215204硫化6240328295強(qiáng)化4286395404排硫4253332363從表1中可以看出，催化劑床層溫度在整個(gè)硫化升溫過程比較平穩(wěn)，未出現(xiàn)飛溫的情況，硫化結(jié)束后，床層溫升約100℃，與設(shè)計(jì)的溫升情況基本一致。3.2脫硫系統(tǒng)運(yùn)行效果在原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中，濕法脫硫后焦?fàn)t氣中