焦?fàn)t氣甲烷化制LNG工業(yè)化裝置運(yùn)行技術(shù)分析.pdf

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1、第6期(總第175期)煤化工No．6(TotalNo．175)2014年12月CoalChemicalIndustryDec．20l4焦?fàn)t氣甲烷化制LNG工業(yè)化裝置運(yùn)行技術(shù)分析辛軍(新地能源工程技術(shù)有限公司，河北石家莊050021)摘要簡述了國內(nèi)首套焦?fàn)t氣甲烷化制LNG的工藝原理、工藝流程，介紹了其重點(diǎn)工藝單元和催化劑：焦?fàn)t煤氣凈化、甲烷合成催化劑、甲烷合成工藝、合成氣低溫液化等。利用自主研發(fā)的預(yù)還原催化劑以及絕熱型反應(yīng)器和換熱型反應(yīng)器組合形成的焦?fàn)t煤氣甲烷合成新工藝，可保證合成氣中c0體積分?jǐn)?shù)小于50×10，甲烷合

2、成反應(yīng)更完全。工業(yè)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煤氣，脫硫，甲烷合成，低溫液化分離，LNG文章編號(hào)：1005—9598(2014)一06—0018—04中圖分類號(hào)：TQ52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B2013年全國焦炭產(chǎn)量約4．76億t，按噸焦產(chǎn)430m。焦?fàn)t煤氣計(jì)，焦化企業(yè)年副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣2046億1焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)LNG工藝流程m。，扣除企業(yè)自用、商用和城市燃?xì)獾认牡慕範(fàn)t煤氣量，仍有約600億m。的富余焦?fàn)t煤氣，這些焦?fàn)t煤焦?fàn)t煤氣制LNG裝置中，設(shè)計(jì)的處理焦?fàn)t煤氣量氣的有效回收利用

3、不僅對(duì)提升經(jīng)濟(jì)效益具有關(guān)鍵作為30000m。／h，其主要工藝單元設(shè)置有：原料氣壓縮、用，更對(duì)環(huán)境保護(hù)和資源的循環(huán)利用有重要意義“】。焦?fàn)t煤氣脫硫、甲烷合成和合成氣低溫液化分離4個(gè)焦?fàn)t煤氣中含有cH、c0和H等，可以作為燃?xì)鈅T=序。其中甲烷合成與合成氣低溫液化分離是工業(yè)化使用，但因其熱值較低且雜質(zhì)較多，給輸送和使用帶的重點(diǎn)工藝單元。焦?fàn)t煤氣制LNG工藝流程示意圖見來諸多不便，將其中的C0、c0與H反應(yīng)生成甲烷，可圖1。以提高燃?xì)庵屑淄榈暮?，增加燃?xì)獾臒嶂?，提升燃?xì)獾钠焚|(zhì)，使其達(dá)到城鎮(zhèn)燃?xì)庵刑烊粴獾臉?biāo)準(zhǔn)。還可以擴(kuò)展焦

4、爐煤氣的應(yīng)用范圍，如制成壓縮天然氣(CNG)，可以給汽車加氣；制成液化天然氣(LNG)，可以實(shí)現(xiàn)低溫槽車遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，供LNG重卡車、城市調(diào)峰和無管道天然氣氣源的城市使用。20l3年5月24日，國內(nèi)首套處理量30000m。／h焦?fàn)t煤氣制LNG工業(yè)化裝置在河南平頂山一次投料試車成功，該裝置由新地能源工程技術(shù)有限公司采用自有技術(shù)并自行設(shè)計(jì)、安裝，順利生產(chǎn)出合格的LNG產(chǎn)品，截止2014年9月已連續(xù)、穩(wěn)定、滿負(fù)荷生產(chǎn)一年多。該裝置是我國建成的第一套完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的焦?fàn)t氣甲烷化制LNG工業(yè)化裝置，打破了國外技術(shù)公司對(duì)焦?fàn)t氣甲

5、烷化技術(shù)的長期壟斷，為國內(nèi)焦化企副產(chǎn)尾氣業(yè)開辟新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)提供了新思路。圖1焦?fàn)t煤氣制LNG工藝流程示意圖收稿日期：2014—07—26作者簡介：辛軍(1964一)，女，遼寧東港，高級(jí)工程師，學(xué)士，1988年本科畢業(yè)于沈陽化工學(xué)院，現(xiàn)從事煤化工及相關(guān)管理作，E-mail：petrelxin@163．eom。2014年12月辛軍：焦?fàn)t氣甲烷化制LNG工業(yè)化裝置運(yùn)行技術(shù)分析一19脫硫效果分析數(shù)據(jù)列于表2。2焦?fàn)t煤氣凈化來自焦化廠經(jīng)化產(chǎn)回收后的焦?fàn)t煤氣仍含有少量的萘、焦油、苯及同系物、無機(jī)硫、有機(jī)硫等，這些雜質(zhì)會(huì)影響甲烷

6、合成催化劑的活性，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、催化劑壽命；羰基硫、苯、焦油、萘等在液化工序的深冷過程中，會(huì)造成深冷設(shè)備和管道堵塞并腐蝕設(shè)備，所以在進(jìn)入甲烷合成及液化工序之前，必須經(jīng)過2013年5月至2014年9月的運(yùn)行，脫硫?qū)⒔範(fàn)t煤氣進(jìn)行凈化，使其中的雜質(zhì)含量符合下游工工段脫硫效果穩(wěn)定，脫硫后的氣體中硫質(zhì)量濃序的相關(guān)要求。焦?fàn)t煤氣凈化的程度對(duì)焦?fàn)t煤氣制度<0．1mg／m。，完全滿足下游工序?qū)範(fàn)t氣硫含量LNG工藝裝置的平穩(wěn)、連續(xù)、安全的生產(chǎn)運(yùn)行有直接的要求。影響。針對(duì)焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)LNG凈化工藝的要求，河南京3甲烷合成原理

7、及關(guān)鍵技術(shù)寶新奧焦?fàn)t氣制液化天然氣項(xiàng)目中，使用高效、節(jié)能的凈化組合工藝來凈化原料氣，粗脫硫劑由3部分組焦?fàn)t煤氣進(jìn)行甲烷合成的關(guān)鍵是：新型甲烷合成成：高活性炭精脫硫劑16m。、新型有機(jī)硫加氫催化劑反應(yīng)器、甲烷合成催化劑、甲烷合成新工藝成套技術(shù)。8m。和高強(qiáng)度中溫氧化鋅精脫硫劑16m。。其中有機(jī)硫針對(duì)焦?fàn)t氣甲烷化反應(yīng)的特點(diǎn)，該工藝流程中配有3催化劑的硫化采用氮?dú)庋h(huán)升溫，待加氫脫硫反應(yīng)器臺(tái)甲烷化反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，對(duì)焦?fàn)t煤氣床層溫度升至200℃后，以焦?fàn)t氣為氣源，配入cs：成分的劇烈波動(dòng)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。同時(shí)采

8、用新的開始硫化，經(jīng)過硫化期和強(qiáng)化期，溫度逐步升到400甲烷化催化劑制備技術(shù)，使催化劑具有耐高溫、抗積℃，出口Hs含量達(dá)到理論值時(shí)，硫化完畢，繼續(xù)通入炭等性能，以保證甲烷化裝置的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。焦?fàn)t氣排硫，直至加氫脫硫反應(yīng)器出口總硫與入口總3．1甲烷合成反應(yīng)硫含量相當(dāng)，即排硫完畢。硫化時(shí)間從2013年5月甲烷合成技術(shù)是利用甲烷合成催化劑，使一氧化1