焦爐煤氣液化制LNG工藝及生產研究

曹海濱

焦爐煤氣液化制LNG工藝及生產研究

曹海濱

（內蒙古三聚家景新能源有限公司，內蒙古阿拉善 750306）

主要對我國焦爐煤氣液化制LNG的原理進行分析，在此基礎上對生產工藝進行詳細闡述。明確了生產工藝中的重點、難點所在。我國焦爐煤氣液化制LNG工藝與西方發達國家進行比較，在眾多方面還存在著一定差距。相關人員需要不斷加強研究力度，對生產工藝進行優化和改良，促使生產工藝可以不斷融入先進的科學技術，緊跟時代發展腳步，滿足社會經濟發展對產品的實際需求。對焦爐煤氣液化制LNG工藝及生產進行深入研究是具有現實意義的，希望通過本文可以對相關人員有所啟示。

焦爐；煤氣；液化制；LNG；工藝；生產研究

1　焦爐煤氣液化制LNG流程分析

對于焦爐煤氣制作LNG設備中，設計概念為每小時可以處理焦爐煤氣3萬m3，可以將工藝生產概括性的分為以下幾個單元，第一單元就是對生產原材料進行壓縮處理，第二單元可以對焦爐煤氣進行脫硫處理，第三單元就是進行甲烷合成，第四方面就是對合成氣進行低溫液化分離處理。其中第三單元與第四單元是焦爐煤氣液化制LNG的關鍵與核心所在。

2　甲烷合成原理

焦爐煤氣對甲烷合成的關鍵在于，甲烷合成反應設備的合理性，以及甲烷合成催化劑的科學性，工藝技術要全面、完善。根據焦爐氣甲烷化反應的實際特點，整個工藝流程中主要是配置了3臺甲烷化反應設備，設備都是經過特殊處理的。即使焦爐煤氣成本變化程度較大，也不會對設備運行效率造成不良影響。應用新型、先進的甲烷化催化劑制備技術，使得催化劑的綜合性能得到良好提升，降低催化劑對甲烷化裝置運行造成的不良影響。甲烷合成技術應用原理就是應用甲烷合成催化器，應用化學反應使得一氧化碳和二氧化碳可以轉變成為甲烷。

從化學反應公式中可以了解到，無論是升高壓力還是降低溫度對CH4生成都有著積極影響。化學反應公式（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原理，以及催化劑制作過程中需要重點解決內容。甲烷合成屬于強放熱反應，同時還會生成大量的水，受到條件影響水蒸氣會使得催化劑原本的綜合新不呢過降低，埋下眾多生產隱患。以甲烷合成的反應特點為基礎，項目建設匯總應用了綜合性能較為良好的預還原催化劑，提出了冷液循環的生產理念，從而降低生產過程中的能源消耗，并且開發了較為優質的LNG工藝技術。

3　甲烷合成技術特點分析

裝置主要是采用了串并聯甲烷合成工藝，并且與絕熱和換熱性反應器設備協調配合，應用系統運行過程中生產出來的冷凝液作為循環補液，對反應溫度進行有效控制，從而保證甲烷反應更加全面。第二方面就是夾點技術的應用，進行高效熱量回收體系建設，對浪費的高溫熱能進行回收利用。根據生產的實際需求，可以生產出高壓蒸汽和重壓蒸汽，同時也會生產出一定的低壓蒸汽和工藝熱水。對合成反應中產生的熱量進行有效回收，促使LNG液化透平機運行，進一步縮減LNG生產過程中的成本消耗，提升生產的經濟性。工業實踐表明：該工藝能保證合成氣中CO2體積分數小于50×10-6，甲烷合成反應更完全，有利于后續深冷液化工序的運行。值得注意的是，當催化劑床層溫度過高并且原料氣中水蒸氣含量偏低時，會造成催化劑床層積炭，使催化劑失活，所以應避免催化劑床層的飛溫。

4　工業化生產運行效果

科學系統地把焦爐煤氣工業生產LNG整體作為研究對象，針對不同焦爐煤氣原料成分，氣量及組成波動，甚至焦炭生產系統波動，焦化化產回收超標等這些關鍵點，都要有對應的專業控制解決方案、專用設備與應急方案和保護措施，嚴格控制焦爐煤氣中的氫碳比、水、二氧化碳、硫、砷、汞、苯、焦油、萘等痕量雜質在規定技術指標以內，才能確保大型焦爐煤氣生產LNG連續穩定生產。截止2014年9月，該裝置已連續、穩定、滿負荷生產一年多，證明了該工藝技術具有工藝流暢、投資規模小、產品市場前景好、能源用率高等特點。焦爐氣甲烷化制液化天然氣是焦化企業解決焦爐煤氣綜合利用問題的良好選擇，同時還能節能、減少溫室氣體排放，是一條新的清潔生產之路。

［1］ 都大永，莊妍.焦爐煤氣制LNG產業發展研究［J］.煤氣與熱力，2013，（7）.

［2］ 張繼龍，李晴，帖呈，等.焦爐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）的優勢及發展前景［J］.交通節能與環保，2013，（6）.

［4］ 趙高慶.淺談我國LNG工程建設標準規范的現狀和應對思路［J］.石油工業技術監督，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，內蒙古赤峰人，工程師，主要從事煤化工工作。