曹海濱

焦爐煤氣液化制LNG工藝及生產(chǎn)研究

曹海濱

（內(nèi)蒙古三聚家景新能源有限公司，內(nèi)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(chǔ)上對生產(chǎn)工藝進行詳細闡述。明確了生產(chǎn)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(fā)達國家進行比較，在眾多方面還存在著一定差距。相關(guān)人員需要不斷加強研究力度，對生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化和改良，促使生產(chǎn)工藝可以不斷融入先進的科學(xué)技術(shù)，緊跟時代發(fā)展腳步，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對產(chǎn)品的實際需求。對焦爐煤氣液化制LNG工藝及生產(chǎn)進行深入研究是具有現(xiàn)實意義的，希望通過本文可以對相關(guān)人員有所啟示。

焦爐；煤氣；液化制；LNG；工藝；生產(chǎn)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(shè)備中，設(shè)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(chǎn)概括性的分為以下幾個單元，第一單元就是對生產(chǎn)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(guān)鍵與核心所在。

2　甲烷合成原理

焦爐煤氣對甲烷合成的關(guān)鍵在于，甲烷合成反應(yīng)設(shè)備的合理性，以及甲烷合成催化劑的科學(xué)性，工藝技術(shù)要全面、完善。根據(jù)焦爐氣甲烷化反應(yīng)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(yīng)設(shè)備，設(shè)備都是經(jīng)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(shè)備運行效率造成不良影響。應(yīng)用新型、先進的甲烷化催化劑制備技術(shù)，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(shù)應(yīng)用原理就是應(yīng)用甲烷合成催化器，應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)使得一氧化碳和二氧化碳可以轉(zhuǎn)變成為甲烷。

從化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)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(yīng)原理，以及催化劑制作過程中需要重點解決內(nèi)容。甲烷合成屬于強放熱反應(yīng)，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(chǎn)隱患。以甲烷合成的反應(yīng)特點為基礎(chǔ)，項目建設(shè)匯總應(yīng)用了綜合性能較為良好的預(yù)還原催化劑，提出了冷液循環(huán)的生產(chǎn)理念，從而降低生產(chǎn)過程中的能源消耗，并且開發(fā)了較為優(yōu)質(zhì)的LNG工藝技術(shù)。

3　甲烷合成技術(shù)特點分析

裝置主要是采用了串并聯(lián)甲烷合成工藝，并且與絕熱和換熱性反應(yīng)器設(shè)備協(xié)調(diào)配合，應(yīng)用系統(tǒng)運行過程中生產(chǎn)出來的冷凝液作為循環(huán)補液，對反應(yīng)溫度進行有效控制，從而保證甲烷反應(yīng)更加全面。第二方面就是夾點技術(shù)的應(yīng)用，進行高效熱量回收體系建設(shè)，對浪費的高溫熱能進行回收利用。根據(jù)生產(chǎn)的實際需求，可以生產(chǎn)出高壓蒸汽和重壓蒸汽，同時也會生產(chǎn)出一定的低壓蒸汽和工藝熱水。對合成反應(yīng)中產(chǎn)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(chǎn)過程中的成本消耗，提升生產(chǎn)的經(jīng)濟性。工業(yè)實踐表明：該工藝能保證合成氣中CO2體積分數(shù)小于50×10-6，甲烷合成反應(yīng)更完全，有利于后續(xù)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(yīng)避免催化劑床層的飛溫。

4　工業(yè)化生產(chǎn)運行效果

科學(xué)系統(tǒng)地把焦爐煤氣工業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)系統(tǒng)波動，焦化化產(chǎn)回收超標等這些關(guān)鍵點，都要有對應(yīng)的專業(yè)控制解決方案、專用設(shè)備與應(yīng)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(zhì)在規(guī)定技術(shù)指標以內(nèi)，才能確保大型焦爐煤氣生產(chǎn)LNG連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。截止2014年9月，該裝置已連續(xù)、穩(wěn)定、滿負荷生產(chǎn)一年多，證明了該工藝技術(shù)具有工藝流暢、投資規(guī)模小、產(chǎn)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(yè)解決焦爐煤氣綜合利用問題的良好選擇，同時還能節(jié)能、減少溫室氣體排放，是一條新的清潔生產(chǎn)之路。

［1］ 都大永，莊妍.焦爐煤氣制LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)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(yōu)勢及發(fā)展前景［J］.交通節(jié)能與環(huán)保，2013，（6）.

［4］ 趙高慶.淺談我國LNG工程建設(shè)標準規(guī)范的現(xiàn)狀和應(yīng)對思路［J］.石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)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(nèi)蒙古赤峰人，工程師，主要從事煤化工工作。