您当前的位置:首页资讯行业资讯正文

焦炉煤气甲烷化合成天然气工艺技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-07-10 来源:天禹智控官网 作者:天禹智控 浏览次数:2

利用焦炉煤气制合成天然气SNG、压缩天然气CNG和液化天然气LNG是焦炉煤气利用的一个新领域。讨论了利用焦炉煤气甲烷化制液化天然气LNG的工艺流程,并经行了经济评价。结果表明,焦炉煤气甲烷化后制液化天然气工艺,结合天禹智控的煤气分析系统及焦炉煤气工艺行业气体解决方案,利用率更高,环保效果更佳,且经济效益更优。
        天然气是一种十分清洁的一次能源,但是目前天然气消费量占我国一次能源消费比例只有3~4%,所占比例远低于世界平均水平(25%),也低于亚洲平均水平(8.8%)。提高天然气的再一次能源消费中占得比例,有助于我国环境保护。
        同时,我国天然气市场处于快速发展期。国家发改委能源局油气处预测在2016~2010年,天然气需求增速将保持在年平均8%左右,且到2020年天然气需求量可望超过3000亿Nm³,市场缺口将达到900亿Nm³。并且,我国天然气价格也处于上升期。按热值当量测算,国内天然气井口价格与原油价格比在0.24~0.4:1,而发达国家天然气与原油比价通常在0.6:1,有50%以上的上调空间。
        与此同时,我国焦化企业在生产焦炭的同时副产大量的焦炉煤气,除回炉加热自用及民用(作为城市煤气)、生产合成氨或甲醇外,每年富裕的焦炉煤气约200亿Nm³,热值超过“西气东输”一期工程。富裕的焦炉煤气燃烧排放或直接排放,既造成巨大的资源浪费,又造成严重的环境污染。因此,利用焦炉煤气生产合成天然气(SNG),进而生产压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG),可开辟新的清洁能源来源,同时将产生较明显的经济效益、环境效益与社会效益,对促进焦化与能源行业的技术进步与产业发展具有重要的意义。
1.原理及工艺流程
1.1焦炉煤气制合成天然气原理
由于焦炉煤气中CO荷CO2的总含量约为10%(v/v),多碳烃的含量为2~3%,以及约55%(v/v)的H2,所以可以利用甲烷化反应生成甲烷,主反应见反应式(1)和(2):



焦炉煤气中还有少量O2,可与氢气反应生成水,见反应式(3)


       从反应式(1)(2)和(3)可知,这三个反应都是很强的放热反应,在反应过程中反应热可使甲烷化炉的温度升高到650℃左右。这不仅使催化剂由于多碳烃裂解而结碳,还可能容易使不耐高温的甲烷化催化剂烧结而失活。

1.2焦炉煤气甲烷化制液化天然气LNG的工艺流程
   甲烷化合成LNG主要含有三大工艺流程,净化分离、甲烷化和深冷液化,其中甲烷化过程是技术的关键。




焦炉煤气制LNG工艺流程

    1、 净化分离

    主要采用干法和湿法,取出硫铵氯苯、焦油、精脱硫,获得下一步化学反应的标准化原料。净化分离包括原料气压缩、预处理、二次升压、有机硫水解、精脱硫等几个工序。焦炉煤气中含有焦油、苯、不饱和烯烃以及硫等杂质,焦炉煤气中的不饱和烯烃会在后续的焦炉煤气甲烷化反应中分解析碳而影响催化剂活性,由是无机硫和有机硫组成的混合硫化物也是甲烷化催化剂的毒物,会导致甲烷化催化剂永久性中毒失去活性,因此必须在净化分离阶段严格控制、脱除彻底。经过精脱硫之后焦炉煤气中混合硫的含量将被脱除至0.1ppm。

    2、甲烷化

    通过一氧化碳和二氧化碳与氢气的化学反应得到CH4。甲烷化的过程是一个强放热的过程,反应温度为250℃-600℃,因此过程中控制反应温度和回收反应热量是整个工序的关键,否则容易引发爆炸等安全事故。同时,甲烷化过程中的催化剂至关重要,一方面催化剂的优劣关系到转换率高低,影响甲烷产量;另一方面高温环境对甲烷的耐热性能提出了较高的要求。目前甲烷化技术国外代表性的工艺技术有丹麦托普索甲烷化、英国戴维甲烷化。国内方面开展工作的有西南化工设计院、大连凯特利催化剂工程有限公司、新地能源工程技术有限公司、武汉科林精细化工有限公司、上海华西化工科技有限公司等。

    3、深冷液化

    深冷液化工序需要根据焦炉煤气的处理量来决定深冷液化工序的选择类型,对于较大规模的焦化厂,可采用混合制冷工艺MRC。得到的液化天然气中主要是CH4和N2,且CH4含量大于96%。把气体深冷至-162度,压缩625倍,获得液态天然气(LNG),技术相对简单和成熟。

1.3经济评价
       以一个年产100万吨焦炭的焦化企业为例,除自用外,富于焦炉煤气量约为2.5X104Nm³/h。若利用该甲烷化技术制合成天然气,则可以得到合成天然气SNG或压缩天然气CNG为10733Nm³/h,或液化天然气9000Nm³/h。以焦炉煤气价格为0.3元/Nm³计算,电为0.5元/Kwh,则合成天然气的生产成本约为1.23元/Nm³,渊薮天然气的生产成本约为1.32元/Nm³,液化天然气的生产成本约为1.69元/Nm³.若按照天然气售价为1.8元/Nm³,压缩天然气售价为2.5元/Nm³,液化天然气售价为3.0元/Nm³则年销售毛利分别为4894万元、10131万元和9431万元,经济效益良好。


1.4焦炉煤气甲烷化合成LNG工艺过程气体解决方案
       天禹智控根据焦炉煤气甲烷化合成LNG工序,再结合国内先进的气体分析技术,开发了具有自主知识产权的焦炉煤气制合成天然气工艺过程气体分析系统及煤气分析仪来实时监测工艺过程中气体的含量进而优化及控制工艺,以达到制天然气工艺最优输出 。目前,因天禹智控气体分析仪精度高、稳定性好等过硬的品质,验证了设计的结构合理性,得到了广大用户的一致好评,且综合性能能够满足工业化应用。

1.5结论
       焦炉煤气经过压缩,TAS脱除萘苯等,再加氢转化粗脱硫,精脱硫后使总硫含量降低到0.1ppm,然后利用甲烷化技术和分离技术,可以得到合成天然气SNG和液化天然气LNG。该合成天然气完全符合国家规定的管道天然气的标准GB17820-1999,且部分数据远远优于该标准。结合武汉天禹智控对焦炉煤气制合成天然气工艺的研究与煤气气体分析系统的开发,说明使用煤气分析系统可以比较最大化的把煤气转化为合成天然气,不仅原料的能量利用率比较高,而且工艺流程简单,投资较小,经济效益较好。


     以上就是天禹智控为您提供的焦炉煤气甲烷化合成LNG工艺流程简介的相关介绍,如果您有任何需求及疑问,可随时拨打我们的电话027-87955899或13469970286详情咨询,感谢您的阅读

“如果发现本网站发布的资讯影响到您的版权,可以联系本站!同时欢迎来本站投稿!

0条 [查看全部]  相关评论