調整煤氣組分，穩定LNG生產

吳莉香

摘 要：在LNG的生產過程中，煤氣組分非常關鍵，只有把煤氣中的碳氫比例調整至一個合適范圍，我們才能保證LNG的正常生產，在對這一問題的探索過程中，我們改變了傳統的思維方式，重新修正了工藝管線，收到了良好的效果。

關鍵詞：KNG；富氫氣體；生產；穩定

隨著煤化工行業的不斷進步，LNG生產裝置逐漸在國內形成規模，在引進國外先進技術的同時，國內各大化工設計院設計技術也不斷提高。鶴崗市嘉潤能源有限公司是以焦爐煤氣為原料生產LNG的一家化工企業，它也是唐山市征楠焦化有限公司的下屬企業。本文以論述當前LNG生產的現狀為切入點，分析當前生產中存在的問題，進而提出相應的解決措施。

1 生產現狀

鶴崗市嘉潤能源有限公司利用焦爐煤氣中的一氧化碳、二氧化碳和氫氣發生合成反應生產甲烷氣，然后在經過深冷液化，把反應氣中的甲烷變成液態，同時分離反應氣中的雜質成分：富氫氣和氮氣。裝置的生產能力為8.2萬噸/年。

煤氣中各組分含量如下：

[組分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合計%＼&焦爐煤氣＼&57.91＼&0.57＼&4.27＼&24.19＼&7.35＼&2.88＼&2.2＼&0.63＼&100＼&]

經過合成反應后的氣體組分為：

[組分＼&H2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO PPm＼&CO2 PPm＼&合計%＼&合成氣＼&15.09＼&7.91＼&77.00＼&0.04＼&0＼&100＼&]

由上述氣體的組成成分可以看出，焦爐煤氣中的一氧化碳、二氧化碳幾乎全部被轉化，氫氣也按照一定的比例減少，甲烷的含量大幅度提高，在經過-163℃的冷卻，甲烷被轉化成液體分離出來，氫氣和氮氣在不同的溫度段分別被分離出來，氫氣返回焦爐作為燃料氣供焦爐加熱。氮氣作為惰性氣體用于其他部位。

2 存在的問題

由于煤化工的市場競爭激烈，各煤化工單位為了降低生產成本，不斷的優化原料結構，調整配煤比例，提高氣煤、1/3焦煤等地質年代比較短、價格較低的煤種的用量，從而影響到焦爐煤氣組分發生大幅度變化，影響LNG生產。

煤氣中各組分含量如下：

[組分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合計%＼&焦爐煤氣＼&52.60＼&1.07＼&5.95＼&23.46＼&9.18＼&3.59＼&2.32＼&0.83＼&100＼&]

從上表中可以看出，煤氣組分種氫氣含量降低，而一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等成分均有不同程度的提高，造成以下后果。

2.1 合成反應后有剩余二氧化碳

合成反應后，反應氣體進入冷箱，溫度為-163℃，如果反應氣體中含有二氧化碳，二氧化碳在-78.5℃的情況下凝固成固態干冰，堵塞冷箱內管路，嚴重時甚至凍裂管道，直至造成停產，給公司帶來損失。

經過合成反應后的氣體組分為：

[組分＼&H2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO PPm＼&CO2 PPm＼&合計%＼&合成氣＼&5.29＼&4.27＼&90.44＼&17.02＼&9104＼&100＼&]

2.2 溫度不好控制

在進行反應過程中，由于煤氣中一氧化碳和二氧化碳含量較高，反應比較劇烈，合成甲烷的反應是放熱反應。劇烈的反應放出大量熱量，調節手段無法控制溫升，要求550℃的溫度，在瞬間上升到600℃以上，給合成催化劑造成損害，減少使用壽命。

經過討論，我們一致認為，要想同時解決這兩方面的問題，必須改變煤氣組分，降低一氧化碳、二氧化碳的濃度，提高氫氣組分含量，如果解決配合煤的問題，可能要增加成本，得不償失，所以我們決定，把反應后的富氫氣體接入氣柜用來稀釋原料氣，不再進行返回焦爐加熱。

3 采取的措施

針對上述存在的問題，為了確保生產穩定，使公司的經濟效益不受到影響，經過系統的研究，主要采取以下措施：將氣柜引入到氫氣的引入中，我們在把富氫氣體引入氣柜時，同時引入一條管道到焦爐，這樣如果碳氫比例合適，我們就繼續把富氫氣體引入焦爐，如果碳氫比例不合適就引入氣柜，這樣煤氣組分隨時可以根據實際情況進行調節，我們對試驗數據進行了總結。

煤氣中各組分含量如下：

[組分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合計%＼&焦爐煤氣＼&57.92＼&1.01＼&4.65＼&23.01＼&8.07＼&2.32＼&2.2＼&0.78＼&100＼&]

從上表中可以看出，經調整后的煤氣組分和正常生產的組分非常接近，完全可以保證正常生產。

4 結論

經過調整后，我們觀察一段時間，只要發現進入氣柜的氣體組分變化，立刻打開富氫氣體管線，把富氫氣體返回氣柜，所以不合格的氣體還沒有從氣柜出口出來，就已經被稀釋，完全能夠保證出口的煤氣組分合格，而且生產也非常穩定，有效的實現了焦化企業LNG生產的可持續穩定、提高了企業的經濟效益。

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