焦炉煤气制天然气工艺

N2
3.50%
O2
0.40%
CmHn(C2～C4)
1.70%
焦 炉
煤
气
杂
质
指
标
项目 含量（mg/Nm3）
苯 ≤100
萘 ≤400
氨 ≤50
硫化氢 ≤20
有机硫 ≤250
焦油 ≤50
粉尘 ≤5
焦炉气压缩机、脱萘系统工艺流程说明
气柜来的焦炉煤气压力3000pa经焦炉气压缩机 一级压缩后送至脱萘系统脱萘，萘含量 ≤50mg/Nm³ ，进入二、三、四级压缩至 2.5Mpa送至干法净化脱除焦炉煤气中的硫。
Байду номын сангаас
介 质 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 管内焦炉气或氮气
压 力 (MPa) 设计2.75 最高2.5 设计2.75 最高2.5 设计2.72 最高2.47 设计2.64 最高2.4 设计2.66 最高2.42 设计2.75 最高2.5 设计2.75 最高2.5 ＜1.0MPa
天然气系统工 艺 流 程 介 绍
本装置有: 焦炉气净化：湿法脱硫、气柜、焦炉气压缩、脱萘、干法 脱硫、超级精脱硫等工序。 焦炉气甲烷化：甲烷化、二氧化碳补碳、天然气压缩、膜 分离。 公用工程：循环水、制氮、脱盐水、水泵房、空压站、 35KV变电所等装置。
湿 法 脱 硫 工 艺 流 程 说 明
一、 煤气流程： 自焦化厂洗脱苯工段来的32℃左右的焦炉煤气进入串联的1#、2#脱硫塔，经脱硫塔 自下而上与顶部喷淋的脱硫液逆流接触进行化学吸收过程，将煤气中的H2S吸收在 脱硫液中。经脱硫后出口煤气中的H2S含量达到20mg/m³ 以下送后工序。 二、溶液流程： 从1#、2#脱硫塔中吸收了H2S的脱硫液经脱硫塔液封槽分别流至1#、2#溶液循环槽， 经加入催化剂、Na2CO3后的溶液用泵分别抽送至1#、2#再生塔，塔底鼓入空气将溶 液氧化再生，再生后的贫液自流至1#、2#脱硫塔顶循环喷淋。再生塔顶产生的硫泡 沫由再生塔上部扩大部分流至泡沫槽，经搅拌均匀后自流至离心机生产硫膏。 三、脱硫液的 配制： 在生产过程中为保证脱硫液能满足工艺需要应及时补充催化剂PDS、Na2CO3，根据 脱硫溶液中催化剂PDS、Na2CO3的含量，将配制好的催化剂溶液、碱液根据工艺需 要用泵抽入循环槽。 脱硫液要求：PH值8.5~9.1、副盐含量<250g/L、总碱度20-35g/L、PDS含量15g/L20g/L。
N=375r/min P=2700kW
3
脱萘系统工艺指标
设计压力 工作压力 设计温度 工作温度 工作介质 再生温度 容积 0.6Mpa 0.25Mpa 500c 500c 焦炉气 200℃ 52.8m3
直径
高度
2600mm
14090mm
脱萘系统催化剂装填量
催化剂 装填量 ( m ³） 44.6 44.6
设备名称
设备 直径 （mm）
催化剂型号
TN—1型脱萘剂 TN—1型脱萘剂
Æ25瓷球
( m ³）
4.62 4.62
丝网 数量
（张）
备注
脱萘塔A 脱萘塔B
2600 2600
4 4
单层 填装 单层 填装
精 脱 硫 工 艺 流 程 说 明
来自焦炉气压缩的压力为2.5 MPa、温度40℃、气量为 30000Nm3/h（29250Nm3/h），进入2台过滤器，过滤气体中 残余的焦油雾滴，并经预脱硫槽脱除无机硫之后送至烷化工 段原料气加热器提温至320℃左右。经原料气换热器提温后 的气体返回精脱硫装置经一级加氢预转化器和一级加氢转化 器，气体中的有机硫大部分在此转化为无机硫，另外气体中 的氧气也在此与氢气反应生成水，不饱和烃加氢饱和。加氢 转化后的气体进入3台中温脱硫槽，脱去绝大部分无机硫， 出口气体总硫含量约30mg/Nm3，之后进入二级加氢转化器 进一步加氢转化，将剩余有机硫加氢转化为无机硫，再经过 2台中温氧化锌脱硫槽，使气体中总硫含量小于0.1ppm。出 氧化锌脱硫槽的气体压力为2.3MPa，温度约为380℃送往超 级脱硫，脱硫至40ppb以下。
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
工 艺 指 标 / 内 容
脱硫塔阻力小于1000Pa 煤气入脱硫塔温度小于35℃ 入塔循环液温度高于入塔煤气3~5℃ 溶液循环量650—850m³/h 循环泵出口压力大于0.55MPa 再生塔压缩空气入口压力大于0.5MPa 脱硫液PH值8.5-9.1 循环液副盐含量小于250g/L,最高不大于280g/L 循环液总碱度20-35g/L 循环液悬浮硫小于1.5g/L 煤气入口H2S含量4-6g/L 焦油含量小于50mg/m³,出口H2S含量小于20mg/m³ 各电机温度小于60℃
TL450X4-N 生产能力5~10m³/h 转鼓转速3200r/min 转鼓直径450mm
~0.017
盛满液时 的液柱压 力
35~40 35~40
2 2
3
槽内 常压 槽内 常压
25~35
2
4
事故槽
PDS+栲胶脱硫液
25~35
2
5
溶液循环泵
栲胶脱硫液
30~40
3
6
卧式离心机
2
湿 法 脱 硫 工 艺 参 数
天然气分厂全貌
焦炉气制天然气概述
为了响应国家政策，提升本企业的市场竞争力，抵御市场风险。我公司 拟定在焦化厂炼焦时的副产品焦炉煤气为原料生产天然气。 公司现有2×96万吨/年焦炉， 副产煤气量为 30000Nm³ /h，本项目采 用XX化工研究院甲烷化技术将焦炉煤气中的 CO、CO2转化为 CH4 ，年 产 12000万（标）立方米天然气。整个装置分为焦炉煤气储存与焦炉气 压缩、焦炉煤气净化、甲烷化、膜分离与天然气压缩四个工序，利用了 原甲醇部分装置。 本项目具有投资少、见效快、节能环保等优点，具有良好的企业效益和 社会效益。
二级加氢转化 JT-1型水煤气加氢催化 器 剂
9
10
过滤器
预脱硫槽
W306型高效脱油剂
W102型活性炭脱硫剂
40.56
20.28
62.4
31.2
0.65
0.65
2
1
烷 化 工 艺 流 程 说 明
来自超级精脱硫的压力2.3MPa、 温度380℃、总硫含量 40PPb的焦炉气进入三段烷化加热器与二段分离器出口气体进行 换热至约248℃，进入一段烷化塔进行烷化反应，反应后出塔气 体温度约654℃，进入一段烷化废锅降温至约260℃，进入气体 混合器与补碳装置来的二氧化碳气体混合后的气体温度约250℃ 进入二段烷化反应器，反应后的气体温度约611℃经废热锅炉冷 却至约250℃进入原料气加热器，降温至约145℃进入二段省煤 器降温至约110℃，再经二段水冷器降温至约90℃进入二段气水 分离器分离出气体中的冷凝水，进入三段加热器加热后进入三 段烷化反应器使天然气中的一氧化碳、二氧化碳进一步转化， 三段烷化反应后的气体温度为约356℃，经三段省煤器、脱盐水 预热器、分离器、三段分离器、缓冲器分离气体中的水分后送 至天然气压缩机。 二段分离器、三段分离器分离的工艺冷凝液经汽提塔经二氧 化碳蒸发器后送至循环水系统或除盐水系统，作为补水。 蒸汽系统是利用烷化系统的反应热副产2.5 Mpa中压蒸汽， 除部分自用外其余蒸汽经减压送至0.7Mpa蒸汽管网。
温 度 (℃）
设计300 设计300 设计300 设计300 设计300 设计260 设计260 40～460
单重 数量 （kg）
17830 45380 72780 22490 33590 26400 26150 23460 1 1 3 2 1 1 2 1
1 一级加氢预转化器 D61201 2 3 4 5 一级加氢转化器 中温脱硫槽 氧化锌脱硫槽 二级加氢转化器 预脱硫槽 过滤器 升温炉 D61202 D61203ABC D61204AB D61205 D61206 F61201AB B61201
6
7
8
精脱硫催化剂装填量
序 填 装 设 备 号 1 2 装 填 物 料 名 称 Æ50耐火球 Æ25耐火球 重量/吨 33.83 18.68 22 体积/m³ 24.17 13.34 22 比 重 1.4 1.4 1 内径1900mm H=9160mm 内径2900mm H=15570mm 内径1900mm H=9160mm 内径2300mm H=13990mm 内径1900mm H=7360mm 内径1900mm H=13160mm 内径2600mm H=11680mm 内径2600mm H=11680mm 2 设备规格 设备数量/ 备 注 台 实用 实用
焦炉气压缩机工艺参数
名称
吸气压力 排气压力 吸气温度 排气温度 安全阀开启 压力
单位
Mpa（A） Mpa（A） ℃ ℃
一级
0.095 0.255 40 139
二级
0.255 0.563 40 118
三级
0.563 1.216 40 114
四级
1.216 2.6 40 112
Mpa（C） m³/min
湿 法 脱 硫 设 备 参 数
序 号
名称
脱硫塔 再生塔 溶液循环槽
规格型号
介质 PDS+栲胶脱硫液， 焦炉煤气
脱硫液，空气， 硫磺泡沫 PDS+栲胶脱硫液
压力 （MPa)
温度 （℃）
数量
1 2
Φ =6000 H=37810 Φ =4600/6000 H=49460 Φ =7510 H=7900 V=340m³ Φ =7520 H=7900 V=340m³ DFCZ250-500C Q=850m³/min H=60m
3 氧化锌脱硫槽 T305型氧化锌脱硫剂
4 氧化铁脱硫槽 T305型氧化锌脱硫剂 5 氧化锌脱硫槽
6 7 8 一级加氢转化 器 一级加氢预转 化器
165 2.48
18 3.6 10.98
165 3.1
30.5 6.1 16.3
1 0.8
0.59 0.59 0.675
3 2
1 1 1
T408型脱氯剂
JT-8型加氢催化剂 JT-8型加氢催化剂
甲 烷 化 设 备 参 数
烷 化 工 艺 指 标 参 数 序号 指 标 名 称 1 超级精脱硫塔入口温度 2 还原加热器入口温度 3 一段反应器触媒层上部温度 4 一段反应器触媒层下部温度 5 二段反应器入口温度 6 二段反应器上部温度 7 二段反应器中部温度 8 二段反应器下部温度 9 一段甲烷反应器外壳表面温度 10 二段甲烷化反应器外壳表面温度 11 三段甲烷化反应器入口温度 12 三段反应器上层触媒上部温度 13 三段反应器上层触媒下部温度 14 三段反应器下层触媒上部温度 15 三段反应器下层触媒下部温度 16 三段水分离器出口气温度 17 一段甲烷化入口压力 18 三段水分离器出口压力 19 一、二段汽包压力 20 废水泵出口压力 21 汽包液位 指 标 380～400℃ 350℃ 654℃ 654℃ 250℃ 611℃ 611℃ 611℃ 654℃ 611℃ 250℃ 356℃ 356℃ 356℃ 356℃ 50℃ 2.3Mpa 2.3Mpa 2.5 Mpa 0.4 Mpa 四分之三 备 注
气 柜 设 备 参 数
低压湿式螺旋上升气柜 规格型号： Φ=39200mm H=32675mm 压力：300mmH2O 储气量：23000m3 设备重量：548600Kg
焦 炉 煤 气 干 基 平 均 组 成 （vol%）
成分
焦炉煤气
H2
59.10%
CO
8.30%
CO2
3.90%
CH4
23.10%
精脱硫设备参数
序 号
名 称
位 号
规 格 型 号
φ =1900 H=7360 V=16.4m³ φ =2300 H=13990 V=57.6m³ φ =2900 H=15760 V=100m³ φ =1900 H=9359 V=24m³ φ =1900 H=13160 V=38.4m³ φ =2600 H=11680 V=50.2m³ φ =2600 H=11680 V=50.2m³ φ =3210 H=21220 A=73㎡
（入口状态）
0.26
0.65
1.23
2.8
排气量
328
14625
116
14625
51
14625
23
14625
Nm³/h
焦炉气压缩机设备参数
名 称 规 格 型 号 介 质
压 力 (MPa)
数量
焦炉气压缩机 主机
6M25-328/25 Q=330m³/min
焦炉煤气
排气：2.5
3
焦炉气压缩机 电机
TK2700-16/2150
以厂、车间下达的指标为准
甲烷化系统入口气体组成
进口气量：29880Nm³/h 序号 1 2 3 4 5 6 7 组分名称 H2 CO CO2 O2 CH4 N2 H2O Nm³/h 16560 2340 960 0 7830 1050 240 补加CO2：1185Nm³/h V% 55.4 7.8 3.2 0 26.2 3.5 0.08 Kg/h 1478 2925 1885 0 5592 1312 193 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9