焦炉煤气甲烷化合成天然气工艺技术

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作者:shizheng_123 2024-5-25 21:19:17
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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。
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