焦炉煤气制 LNG 的探讨

前言

天然气是一种清洁型能源，且具有较高的附加价值，而我国的天然气资源不够丰富，影响其使用效率。利用焦炉煤气制液化天然气为提高焦炉煤气的使用效率提供一条有效的途径，并且液化天然气的使用效率得到大幅度提升。基于此，需要深入研究焦炉煤气制液化天然气工艺，推动技术进步和焦化产业发展的同时，减少焦炉煤气对环境的污染，并减少资源浪费。

1 我国焦炉煤气制 LNG 的经济性分析

详细分析焦炉煤气制液化天然气的成本，其中包含项目建设需要的费用、设备使用折旧费、原材料费用以及转化过程中使用的电费等，其生产成本低于液化天然气的市场价格。利用焦炉煤气制造液化天然气具有较好的经济价值。同时，经过转化将焦炉煤气制造为液化天然气，满足环保对焦化产业的需求，可有效减少焦化产业的环境污染处理费用，能够进一步提升焦炉煤气制液化天然气经济效益，进而提升焦化产业的经济效益。

使用焦炉煤气制液化天然气的过程中，需要考虑能量的使用效率，主要包括转化过程中的电能消耗、蒸汽回收利用效率以及焦炉煤气的使用效率等，与焦炉煤气用于生产其他能源相比具有优势，也有劣势，但是综合液化天然气清洁型能源的特点，使用焦炉煤气生产液化天然气具有较高的经济性。同时，受到其环保特点的影响，利用焦炉煤气生产液化天然气的社会效益更好，更受到人们的欢迎。因此，焦化行业可以结合自身的情况，选择将焦炉煤气转化为液化天然气。

2 焦炉煤气制 LNG 的工艺流程

2.1 对焦炉煤气的压缩

压缩是焦炉煤气制造液化天然气的关键环节，是其整个工艺流程的第一步。压缩工艺主要是通过加压的方式将相对压力为 11KpaG 的焦炉煤气转化为相对压力为 1.0MpaG 之后，将其输送到净化预处理工艺环节，而后经过脱油、加氢脱氧以及脱氢氰酸等历程之后，再将焦炉煤气返回到压缩环节，最后在将其相对压力转化为 3.0MpaG 输送到甲烷化工艺流程。只有经过压缩和预处理等，才能使焦炉煤气进入甲烷化环节，进而保证焦炉煤气制液化天然气的质量和效率，从而保证焦化产业的效益和发展，并达到保护环境的目的。

2.2 对焦炉煤气的预处理以及净化

从压缩环节输送到预处理环节的焦炉煤气压力为 1.0MpaG，其温度为四十摄氏度，通过变温吸附技术脱除焦炉煤气中的萘、焦油、苯、氨以及氰化物等杂质，而后使用活性炭槽清除焦炉煤气中的无机硫化氢；使用换热器将此时的焦炉煤气温度升高到 200℃至 280℃，再将其输送到串联使用的预加氢与一级加氢转化器中，合理利用铁钼作为催化剂，将焦炉煤气中百分之八十五的有机硫转化为无机硫，此时焦炉煤气的温度需要升高至四百二十摄氏度左右，再将转化后的焦炉煤气输送到冷却器中，促使温度下降至 300℃到 350℃之间，进入中温氧化锌脱硫槽将无机硫进行吸附脱除；原料气再进入二级加氢转化器之中；使用镍钼作为该阶段的催化剂，进一步将焦炉煤气中剩余的15%有机硫转化为无机硫，且气体中的氧气与氢发生反应变为水，氰化氢也在与氢反应后生成氨，而不饱和烃与氢反应变为饱和烃。而后，转化后的焦炉煤气进入并联的精脱硫塔之中，经过氧化锌作用脱除焦炉煤气中的硫化氢。经过预处理净化之后，焦炉煤气中含硫的总量将被降低至浓度 0.01，其他杂质的含量也均达到甲烷化的需求[1] 。

2.3 将焦炉煤气甲烷化

甲烷化工艺流程的主要作用是将净化后焦炉煤气中含有的一氧化碳、二氧化碳等与氢气反应，从而生成甲烷。甲烷化环节主使用的设备主要有净化气精脱硫装置、主甲烷化装置、一级甲烷化装置、二级甲烷化装置一级回收余热装置等。净化气需要再进一步精细脱硫将含硫总量降低至 20ppb 以下，才能进入甲烷化装置进行甲烷化反应。只有各装置密切配合，并保证操作的准确性，才能保证焦炉煤气甲烷化的质量以及效率。

2.4 甲烷化之后需要进行干燥和脱汞

焦炉煤气在甲烷化之后与也不能满足液化工艺流程的需求，在进入净化流程之前还需要进一步净化，即去除甲烷化气体中的水分和其他杂质，避免水和杂质在低温环境下冻结而出现腐蚀、堵塞等情况，从而保证设备能够正常使用。

干燥工艺主要是使用等压变温吸附的方式对甲烷化气体进行干燥，即甲烷化之后的气体需要进入在干燥器脱水，主干燥器的作用是干燥和再生功能交替发挥作用，而经过干燥的天然气中水分浓度降低至 1。干燥器再生过程中加热以及冷吹产生的气体均属于工艺气体，完成再生之后需要返回工艺气体。干燥流程是一个闭合的环节，再生气体仅在流程内部进行循环。

干燥之后的天然气需要经过前置的过滤器，将干燥过程中携带的分子筛粉尘去除，而后进入脱汞塔之中。脱汞塔中装有的材料为载硫活性炭，此时的天然气经过脱汞塔脱汞，从其出料口输送出去时汞的含量需要降低至 0.01μgm3 ，且出脱汞塔时气体需要经过后置的过滤器，去除携带的活性炭粉尘。此时使用分析仪表分析气体的成分和含量等，合格后进行液化流程，若是产品不合格则应及时将其排放至火炬。

2.5 液化处理工艺

经过预处理合格的天然气需要进入冷箱，将其预冷到技术所需温度时输送至重烃分离罐，脱出天然气中的重烃之后将其输送回冷却箱，待冷却温度达到工艺要求时，将天然气从冷箱中引出输送到低温精馏塔，而后脱出气体中含有的氢气以及部分氮气；精馏塔塔顶中的气体进入冷箱恢复温度后排出液化处理装置，而塔底中的液体则需要进入冷箱中继续冷却。最后，经过节流降压之后，此时的气体进入液化天然气储存罐中[2] 。液化天然气储存罐闪蒸出的闪蒸汽则需要进入其自身的回收系统中。

2.6 产品罐区以及装车

经过液化深冷处理的天然气，分离后将相对压力为 15kpaG，温度为零下 163.1℃的液化天然气输送到储存罐区。储存罐进液管需要设置为上、下两层进液，首次对储存罐进行预冷时需要使用上管进液，完成预冷之后需要使用下管进液，这样可以有效减少闪蒸汽的产生量。液化天然气经过输送泵将压力增加到 0.65mpaG 之后，需要使用槽车的装车臂进入到槽车之中，而后将液化天然气运送到需要的场所。

总结

焦炉煤气的合理转化和利用为提高焦化产业的综合收益提供新的思路，且利用焦炉煤气制液化天然气具有广阔的市场前景和较高的附加价值；同时，随着国内焦炉煤气制液化天然气技术的发展，可以有效减少从国外购买技术和设备的成本，进一步提升焦化产业的效益。此外，在转化过程中需要有稳定的催化剂，并加大其研发力度，才能有效保证焦炉煤气制液化天然气的发展。