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coal oven gas

焦爐煤氣制液化天然氣

        焦爐煤氣組成中CH4含量約25-30%,CO+CO2含量近10%,其余為氫及少量氮,及一些微量雜質。焦爐氣通過甲烷化反應,可以使絕大部分CO和CO2轉化成CH4,得到主要含H2、CH4、N2的混合氣體,經進一步分離提純后可以得到甲烷體積分數90%以上的合成天然氣(SNG),再經壓縮得到壓縮天然氣(CNG),或經深冷液化得到液化天然氣LNG。工藝技術方案焦爐煤氣首先凈化脫除萘、焦油、苯、硫化物,再經過壓縮、換熱,在催化劑的作用下進行甲烷化合成,后采用低溫分離技術分離氫氣和氮氣制得LNG。該工藝主要由氣柜、壓縮、精脫硫、甲烷化合成、深冷液化、LNG儲罐等工段組成。

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焦爐煤氣制液化天然氣工藝流程圖

氣柜

氣柜用于焦爐煤氣的緩沖與儲存。來自焦化廠的焦爐煤氣經脫焦油塔脫去大部分焦油后,進入氣柜儲存。原料煤氣經出口總管送往壓縮工段。

壓縮工段

壓縮工段任務是將焦爐煤氣加壓,以滿足精脫硫、甲烷化、液化各工段要求的工作壓力。包括原料氣壓縮、合成氣壓縮、循環氣壓縮。

原料氣壓縮:氣柜來的焦爐煤氣經螺桿壓縮機加壓后送至脫油脫萘塔,脫除大部分焦油、苯系物及萘,后進入粗脫硫塔,將焦爐煤氣中大部分無機硫脫除。

合成氣壓縮:精脫硫后的焦爐煤氣經往復式壓縮機加壓后送往甲烷化工段。

循環氣壓縮:甲烷化三段反應器出口部分氣體經循環氣壓縮機壓縮后返回一段反應器進口,以此稀釋反應物濃度,降低反應熱。

精脫硫工段

         精脫硫工段任務是將壓縮工段送來的焦爐煤氣中硫脫至0.1ppm,確保滿足甲烷化催化劑對硫含量的要求。選用兩步脫硫工藝,第一步鐵鉬加氫串中溫氧化鋅脫硫工藝,第二步鎳鉬加氫串中溫氧化鋅脫硫工藝。來自壓縮工段的焦爐煤氣首先進入預加氫轉化器、一級加氫轉化器,在催化劑的作用下,不飽和烴轉化為飽和烴、有機硫部分轉化為無機硫,后經中溫脫硫槽,無機硫被吸收。然后焦爐煤氣進入二級加氫轉化器,在催化劑作用下進一步加氫轉化,有機硫幾乎完全轉化為無機硫,后經氧化鋅脫硫槽將無機硫吸收,送往甲烷化工段。

甲烷化合成工段

        甲烷化工段任務是將精脫硫后的焦爐煤氣中CO、CO2和H2在合適的溫度壓力條件下,經催化劑作用發生反應生成甲烷。甲烷合成選用三臺反應器串聯工藝。精脫硫工段來的焦爐煤氣進入保護床,出來的凈化氣,分成A、B兩部分。其中A部分經升溫后進入一段反應器,其出口氣體經換熱后,與B部分混合,后進入二段反應器。二段反應器出口氣體經換熱后進入三段反應器。三段反應器出口氣體經降溫后,少部分作為循環氣,經循環氣壓縮機升壓與A部分混合后進入一段反應器,其余大部分經冷凝分離后作為產品氣進入下一工段。

深冷液化工段

深冷液化工段任務是將甲烷化工段送來的合成氣經深冷分離,得到LNG。深冷液化工段包括預處理、液化分離兩部分。

預處理:合成氣經脫汞、純化、過濾將原料氣中的酸性氣(包含CO2、H2S、COS、有機化合物)、汞等雜質除去。

液化分離:選用混合制冷工藝將合成氣液化,采用低溫精餾工藝分離出氮氣和氫氣。合成氣經冷箱降溫后抽出,進入低壓精餾塔塔底繼續降溫,后進入高壓精餾塔,塔頂分離出絕大部分氫氣和少量的氮氣,塔底液體進入低壓精餾塔中部。低壓精餾塔塔頂分離出富氮氣,塔底液體返回冷箱過冷至-163℃,得到產品LNG。

LNG儲罐

出冷箱的LNG經管道送至LNG儲罐儲存。一般為立式圓筒形、雙層金屬壁、平底、單包容常壓儲罐。

技術特點

流程簡單、設備易于制造、節省投資、操作穩定、節約能量。

每轉化生產1000 Nm3 天然氣可副產約3 t 高壓過熱蒸汽,能量效率高。

甲烷化催化劑具有催化劑選擇性好、氧脫除能力好、使用范圍寬且具有穩定的活性。

原料氣來源廣泛,以焦爐煤氣、焦和煤為原料的煤制氣、各種含碳氫的混合氣都可為原料生產LNG。

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