探析焦炉煤气制取天然气技术和经济

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【摘 要】在焦炉煤气制取天然气技术中，为了满足人们对天然气的需求，同时又要保证这项技术高效环保经济的制取出天然气，这就给焦炉煤气制取天然气设计方面提出了愈来愈高的要求。针对市场的大环境考虑，我们眼下必须把焦炉煤气制取天然气的技术研究放到工作的重点上来，通过以下的论述和分析，希望焦炉煤气制取天然气技术在以后的发展中更加高效。

【关键词】焦炉煤气； 制取天然气；技术和经济

一、发展焦炉煤气制取天然气的现状

在我国，对焦化行业结构所进行的调整已经基本完成，这种措施的利用，在焦炉煤气制取天然气当中，就会置换出大量的焦炉煤气，这样不但能够增加煤气资源的利用率，对天然气的生产也是一个稳步的提高。业内人士都清楚，甲烷是焦炉煤气主要的成分，所以我们研究的一个主要方向，就是进行甲烷化，以及把甲烷分离提取出来。像一些比较成熟的工厂已经开始利用变压吸附法，来提出甲烷的浓度，而且还开发一些功能相对比较多，效率好的催化剂。下面我们就具体分析一下其工艺流程。

二、焦炉煤气制取天然气的工艺过程

直接对原料气中的甲烷进行分离提取和使净涤后的焦炉煤气发生甲烷化反应是焦炉煤气制取天然气的两个最有效率，也是技术最成熟的方法了，接着对甲烷进行分离。接下来我就不一一给大家介绍了，就针对第二种方法的工艺流程和大家一起来学习。

1.工艺流程图

如图1所示：下图是利用焦炉煤气甲烷化对天然气进行制取的工艺流程图。

2.净化和精脱硫过程

焦炉煤气被焦化厂初步进行处理后，这些有害物质和杂质，例如微量的二硫化碳和COS、硫醇，还有噻吩和硫化氢，以及不饱和烯烃和Cl-，苯和焦油，这些都是其产生的典型的有害物质。针对于不饱和烯烃，其在后续的反应中会把析碳进行分解，这样对催化剂的活性影响很大。有机硫和无机硫是组成混合硫化物的主要成分，因为这两种硫在甲烷化催化剂中都是一种毒物，所以在甲烷化催化剂使用的时候，其会出现永久性的中毒的现象，那么甲烷催化剂的活性几乎要损耗殆尽，所以为了高效的生产出天然气，就要使初步净涤后的焦炉煤气发生甲烷化反应，以此类推，我们就必须运用施精脱硫的技术，只有这样，才能和甲烷化的反应所需要的净化精度相符合。其实简单点说呢，对焦炉煤气中的焦油、苯、氯、氨以及硫等杂质进行脱除，就是原料气净化的根本目标，这样系统设备才可以正常稳定地运行。所以针对这两个方面一定要有清晰的思路。甲烷化催化剂是相对精脱硫而说的，甲烷化催化剂对氯和硫等毒物的要求在实际操作中一定要相互符合，这样才能更好的更快的生产出我们最后需要的天然气。

3.甲烷化过程

甲烷化是整个工艺中最核心的部分，它不但可以利用甲烷化反应中，对H2、CO2以及CO进行转化，让他们在焦炉煤气中变为甲烷，而且在这个甲烷化过程结束后，还可以使甲烷含量提高到8%-10%，与此同时呢，CO2和CO还可以下降到10ppm之下。丹麦的托普索技术和英国的戴维技术在我国应用的是最广泛的两种技术，下面我们对托普索技术进行阐述。它之所以在我国这么成功的被应用，是因为在对焦炉煤气进行净化后，还可以利用到气气换热器，以及第二气气换热器，它们之间可以进行方便有效的换热，当他们器体中达到340℃的预热后，喷射器内的过热蒸汽可以进行充分的混合，接下来混合后的气体进入到第一甲烷化反应器中，然后再发生一系列的反应，最后在气体的排放口处，废热锅炉可以把一部分的气体副产品进行压饱和蒸汽，最后排放到另外一个反应室内，这一部分再进行换热，温度最后降到383℃。这样还没有结束，紧接着温度降到383℃的气体，进入到第二甲烷化反应器内，进一步反应后，在其出口处，高温气体按顺序经过降温，最终让温度停留在100℃。在实际的操作中，还存在另一种情况，如果蒸汽冷凝液在第一次反应中没有发生反应，那么冷凝液还可以在第三甲烷化反应器中的出口和气体进行换热，直到温度达到255℃，这样就可以把气体中全部的CO2和CO转化为甲烷，以此类推，等到这些气体到达第三甲烷反应器中的出口的时候，其会按照不同的顺序对这些气体进行降温，等到温度达到四十摄氏度的时候，工艺中的冷凝液，最后在第二冷凝分离器中被分离出来，然后再把这些气体输送到分离装置中，最后是完全可以把甲烷分离出来的。

4.分离和干燥过程

根据产品质量要求，同时在设计工艺的要求下，我们对进入膜分离的气体，或者变压吸附装置的甲烷化后的气体实施分离，这个过程才是是我们所说的分离，这也是我们的最终目的，这样我们不但可以完全把富氢气体和富甲烷的天然气进行完全的分体，进而对这些气体进行提取处理。在分离的方法中，膜分离法和变压吸附分离法是当下主流的分离方法，我们需要把这项技术完全掌握，并熟练的在分离技术中进行应用。如果是对于甲烷气体的干燥来说，溶剂吸收法，固体吸收法和冷分离法是甲烷气体干燥的主要的方法。这两种方法在我国目前来说也是非常高效，非常成熟的分离方法了，我们完全可以提制出标准的液化天然气。

三、焦炉煤气制取天然气的经济性的分析

假如一个焦炉煤气制取天然气厂投入大约2亿元，其天然气的产量是1亿Nm3/a，那么就有 2亿Nm3的焦炉煤气需要进行处理，在处理的过程中就会生产出1亿Nm3的天然气，同时还副产出5. 8万吨的蒸汽。根据这个逻辑理论，以1. 61元/Nm3的出厂价格为标准，根据1. 25元/Nm3的成本对天然气进行计算，最后大约有1. 75 亿元的销售收入，利润大约有3800万元，所以如果没有什么意外，对其所投入的资金在5年内就可以收回，经济效益是非常良好的。不但如此，它的环境效益也是非常可观的，如果一个焦炉煤气制取天然气厂，在建成1亿Nm3/a产量的天然气后，就能使使二氧化碳的排放每年减少17万吨，最终二氧化硫的排放量就可使减少600吨，这是一个非常大的数字，而且这项技术的应用是非常有价值的，前期的投入也是非常划算的。这样粉尘的排放量还能减少8万吨，整体的环境效益也很显著。

四、总结

在焦化企业中，焦炉煤气是一种主要的副产品，但是我们通过利用焦炉煤气对天然气进行制取，不但满足了市场的需求，同时还充分合理的对工业废气进行了有效的利用，真是一箭双雕的好项目，不但降低对环境的污染，而且企业也得到了非常丰厚的经济效益。焦炉煤气制取天然气技术，以后在人类的生产生活中一定会更好的。

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