焦炉煤气制取甲醇和天然气技术对比分析

1、焦炉煤气制取甲醇和天然气技术对比分析摘 要：介绍和对比了焦炉煤气制甲醇和 LNG 的工艺流程及焦炉煤气制甲醇的关键技术烷烃化的不同类型、焦炉煤气制液化天然气的甲烷化技术，探讨了焦炉煤气综合利用的不同方法以及特点。关键词：焦炉煤气；甲醇；LNG ；烷烃化；甲烷化中图分类号： TQ22 文献标识码： A1 概述据统计，目前我国每年焦炉煤气约200 亿 Nm3左右未被有效利用而浪费掉，这不仅造成环境污染，而且造成了大量能源的浪费。目前，焦炉煤气多用于制甲醇，也有部分焦炉煤气用于制液化天然气。焦炉煤气的这两种利用方式既能够有效利用能源又带来了可观的经济效益， 同时又保护了环境， 可谓一举多得。2 焦炉

2、煤气的组成分析焦炉煤气的组成非常复杂，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，焦炉煤气经过初步的处理后，其典型的成分：H2 57.1%；CH426.3%；CnHm 2.46；CO 7.7；CO2 2.7；N2 3.2；O2 0.5；杂质 0.04。从组分可以看出焦炉煤气中含有大量的 H2 和 CH4 以及 CO，可以通过合成的方式来制取甲醇和LNG 。3 焦炉煤气制甲醇和LNG 工艺描述3.1 焦炉煤气制甲醇工艺描述焦化厂来的焦炉煤气进入气柜，经压缩机压缩后送入精脱硫工序，通过氧化锰后串氧化锌脱硫法，使其总硫量降至 0.1ppm 以下，然后通过催化或非催化方法将焦炉煤气中的甲烷

3、和重组分烃转化为合成甲醇的有效气体组分 H2 和 CO，调整氢碳比然后将合成气送入甲醇合成塔进行合成反应，生成粗甲醇，经过甲醇精馏，成品的精甲醇送到甲醇罐区后外运。3.2 焦炉煤气制 LNG 工艺描述焦化厂来的焦炉煤气进入粗脱油脱萘后进入压缩单元，经压缩机压缩后焦炉煤气送入精脱硫工序，通过氧化锰后串氧化锌脱硫法， 使其总硫量降至0.1ppm以下，然后通过甲烷化方法将焦炉煤气中的大部分CO、CO2 与氢气转化成甲烷；经过脱氨、脱酸、脱汞和脱水等程序后进入低温液化工序， 制取产品 LNG 送往罐区外运。通过以上的流程描述，可以看出在转化之前，它们的流程基本相同，都是经过压缩后，然后精脱硫到0.1p

4、pm 以下，然后经过烷烃话和甲烷化得到不同的产品甲醇和 LNG 。4 烷烃化和甲烷化及制冷技术的技术比较4.1 焦炉煤气制甲醇的烷烃化技术国内焦炉煤气烷烃化转化重整工艺主要有蒸汽转化工艺、纯氧非催化部分氧化转化工艺和纯氧催化部分氧化转化工艺。4.1.1 蒸汽转化工艺其主要反应为： CH4+H2O=CO+3H2 ，此反应为吸热反应，提高温度有利于甲烷的转化。反应中需在反应管外燃烧燃料气间接供热，反应管需要用耐高温的镍铬不锈钢制造，转化炉喷嘴多，结构复杂，制造要求和造价高。因此并没有广泛使用。4.1.2 纯氧化催化部分氧化转化工艺焦炉煤气纯氧催化部分氧化制甲醇工艺与天然气二段转化工艺类似， 但是必

5、须用纯氧， 不能混入氮气。在纯氧催化部分氧化反应器中主要进行以下反应：CH4+H2O=CO+3H2 CO+H2O=CO2+H2经过焦炉煤气纯氧催化部分氧化后的气体经过精脱硫、压缩以后进行甲醇合成反应形成粗甲醇，经过精馏塔后得到产品精甲醇。焦炉煤气纯氧催化部分氧化制甲醇有原料气消耗和纯氧消耗低；反应速度比蒸汽转化快；焦炉煤气利用率高；炉管材质不用特殊材质，结构简单，流程短的特点。目前广泛采用的焦炉煤气烷烃转化方案就是纯氧催化部分氧化法。4.1.3 纯氧非催化部分氧化制工艺本工艺是部分氧化工艺，只是原料从天然气、重质烃、水煤浆或煤粉改成焦炉煤气。焦炉煤气经过压缩后进行纯氧非催化部分氧化后经过湿法脱

6、硫、精脱硫、压缩、甲醇合成粗甲醇后经过精馏塔得到甲醇产品。本工艺使焦炉煤气脱硫净化大大简化，脱硫精度高，原料气净化成本低， 减少了排放硫化物二次污染，是焦炉煤气净化和转化的方向。但其转化温度需要13001400的高温下进行烷烃化，原料气消耗和纯氧消耗高，且湿法脱硫的同时也必须脱碳，焦炉煤气作为甲醇的原料气时，碳含量可能不足，必须采用补充 CO2 的来弥补碳的不足。 因此目前还没有商业化应用。4.2 焦炉煤气制 LNG 技术目前甲烷化的技术有：绝热多段固定床工艺和等温列管水冷反应器工艺。4.2.1 绝热多段固定床工艺绝热多段固定床工艺针对高 CO 含量的合成气甲烷化的主流工艺，该工艺可以有效控制

7、温升，并避开甲烷化催化剂的耐高温性能。原料气经过加压预热后脱氯、两段加氢转化，将有机硫转化无机硫，经过两段脱硫净化后，进入甲烷化工序，在此将大部分CO、CO2 与氢气生成甲烷；由于焦炉煤气中氢含量较高，甲烷化反应后还有较多剩余氢气，可补加适量 CO 或CO2，以增加 LNG 产量；也可分离出 H2，作为副产品销售或建加氢项目； 最终甲烷化后的混合产品气体，经除水脱碳等净化后进入低温液化工序，制取产品LNG 。4.2.2 等温列管水冷反应器工艺等温列管水冷反应器工艺可以使等温列管反应器的甲烷化在较低温度下运行，保证了CO 较高的转化率。工艺流程简单，投资简单，但反应器制备困难，目前并没有工业化。结语通过以上的技术对比和分析，利用焦炉煤气生产甲醇和 LNG ，烷烃化和甲烷化是焦炉煤气制甲醇和LNG 的关键技术。目前新地能源工程技术有限公司、西南化工院等已经能够成功实现甲醇化和 LNG 的工程化。针对目前政策，国家发展改革委员会正式颁布天然气利用政策，明确表示 “禁止以大、 中型气田所产天然气为原料建设液化天然气项目”，限制了天然气液化厂的建设，减少了市场的竞争。因此利用焦炉煤气生产 LNG 是综合利用焦炉煤气的一个好方法， 具有相对投资小、产品市场好、风险低、能耗低、装置操作弹性大和投资回报率高等优点。参考文献1 王育红 .利用焦炉煤气生产甲醇的探讨 J.煤气与热力