摘要：随着我国工业水平迅速发展，科技水平不断提高，国家对工业环保也是越来越重视；我们都知道炼焦行业是我国冶金工业中不可或缺的一部分，同时也是高污染的行业。其中焦炉煤气处理就是其中最为重要的一个环节，所以，近年来出现了很多的焦炉煤气制天然气项目陆续投产。这不但解决了焦炉煤气处理的难题，且同时也为我国天然气缺口做出了一定贡献。但是目前我国焦炉煤气制天然气项目普遍存在甲烷转化率不高的尴尬境地。本文简述在焦炉煤气制天然气过程中提高甲烷转化率的方法。
关键词：焦炉煤气；天然气；甲烷合成 转化率
1．国内焦炉煤气制液化天然气现状
我国是焦炭生产大国，产量占世界总产量的一半以上，而焦炭的副产物主要是焦炉煤气，2015 年我国焦炭产量 4.5 亿 t，焦炉煤气总产量约 1 900 亿 m3，除 50% 回炉外，其余的总量也已经超过了 2015 年西气东输累计输气量的 1.5 倍（590 亿 m3）[1]。但是焦炉煤气利用率却较低，“只焦不化” 的现象依然存在，成为制约我国焦炉气合理利用的瓶颈问题[2]，目前将甲烷从焦炉煤气中分离出来并且加以利用是当前针对焦炉煤气重新利用的重要途径[3]。也出现一些焦炉煤气甲烷化制 LNG 项目，甲烷化技术基本采用的是国外丹麦托普索、英国戴维工艺包。但经过几年的发展，国内甲烷化技术也取得了较大的进步，西南化工研究院、新地能源以及大连凯利特等单位都对甲烷化工艺及催化剂进行了开发和试验，并取得了较好的项目成果 [4]。
2．项目简介
本项目是位于河北省唐山市滦县，本项目每年以3.2亿标方焦炉煤气为原材料，每年产出9.5万吨液化天然气产品。本项目是利用唐钢美锦煤化工富余的焦炉煤气生产液化天然气，将焦炉煤气变废为宝，是符合节能宗旨的环境友好型企业以及实现“十二五”节能减排目标做出贡献。不仅可使工业园区内富余焦炉煤气全部得到高附加值的利用，减少污染的排放，不影响美锦煤化工正常生产而且能充分利用唐钢集团公用工程提高设备利用率增强企业竞争力和盈利能力园区焦炉煤气，组分比例见表１。
表1 园区焦炉煤气组分表
3．工艺简介
目前国内焦炉煤气制ＬＮＧ工艺基本成熟，其流[5]程为焦炉煤气经预处理、补碳、甲烷化合成、脱碳、液化分离得到LNG。本厂的具体工艺流程如下：首先进入气柜缓冲，低压返送、压缩增高压同时脱除油萘等，接下来加氢转换法脱除煤气中硫同时补入CO2，接下来进入甲烷化工段，使CO和CO2与H2在反应釜中反应；反应后气体经脱碳脱水工序，产品合格后进入冷箱。本工艺为提高最终甲烷转化率将液化分离出的H2返回气柜作为H2的补充。
4．工艺优化
1.在生产过程中遇到合成入口温度不够，需要加热炉辅助提温。由于本项目有为唐钢生产供应煤气的原因，需要将压缩后的一部分煤气返送钢厂使用。所以有时煤气会无法满足全负荷生产，导致合成入口温度答不到。本厂改进将精脱硫后煤气返送，这样增加了精脱硫气量不但能保证合成反应器入口温度，且给钢区返送的煤气质量也更加得到保障。
2.在本项目正常运行时，虽然通过补碳可以消耗一部分多余的氢，单位为了冷箱的平衡且防止冷箱堵塞，不能无尽的补充CO2使氢全部消耗，但所剩的氢气又不是很多大约每小时2000标立左右，回收成本过高。本厂改进将冷箱多余氢气返回煤气柜，重复利用，以每小时2000标立氢气计算每小时可多产LNG0.35t。
3.LNG液体储罐我们都知道会出现闪蒸情况，本项目设计用压缩机回收闪蒸气，不仅费电且闪蒸气体的量也达不到压缩机符合，所以本厂改进直接将闪蒸气接管返送会气柜重复利用，每小时可节省电能90kwh。
5．结论
本项目虽然独立立项，但是也是唐钢美锦煤化工焦化产业的产业链延伸，是国家现在倡导的清洁能源项目。符合国家战略发展，也为工业园区的环保排污做出了杰出贡献，且创造了可观的经济价值。如果炼焦副产焦炉煤气排入大气，既浪费资源，又污染环境造成温室效应。而天然气由于含碳量低，氢碳比高，具有较大的二氧化碳减排潜力，使大气环境质量得到明显改善。本项目的实施将为河北省焦炉煤气综合利用起到示范作用，同时实现“双向减排”的目的。焦炉煤气制天然气作为朝阳产业得到了国家的鼓励发展[6]，相信在我们的不断努力下焦炉煤气制液化天然气流程会越来越成熟，经济价值越来越大。
参考文献：
[1] 中国炼焦行业协会。关于印发《焦化行业“十三五”发展规划纲要》的通知（中焦协[2016]1号）[EB/OL]。[2016-01-06/2016-02-02].
[2] 齐景丽，孔繁荣。我国焦炉气化工利用现状及前景展望[J]。天然气化工，2013，38（1）：60-64.
[3] 杨立雨，李占越。焦炉煤气制液化天然气的发展现状及趋势[J]。山东工艺技术，2018，87（10）.
[4]周恩年。国内外煤制天然气甲烷化技术及工业化现状 [J]。煤化工，2015，43（4）：8-11.
[5]王秀林，王成硕，浦晖 等。焦炉煤气制ＬＮＧ技术和经济性分析[J]。中国石油和化工标准与质量，2013，32（2）：37-50.
[6]崔文华，杨宇娇。利用三维集团富余焦炉煤气制ＬＮＧ的经济性分析[J]。山西化工，2015，5.
论文作者:刘福明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：焦炉论文; 煤气论文; 甲烷论文; 天然气论文; 项目论文; 闪蒸论文; 化工论文; 《电力设备》2019年第2期论文;