焦炉气甲烷化制天然气技术简介-2013.4
焦炉煤气甲烷化制天然气
①变压吸附PSA技术，是近30多年来发展起来的一项新
型气体分离与净化技术。变压吸附技术投资少、运行
费用低、产品纯度高、操作简单、灵活、环境污染小、
原料气源适应范围宽，分离过程操作简单，自动化程 度高，设备不需要特殊材料等优点。吸附分离技术最
广泛的应用是工业气体的分离提纯，氢气在吸附剂上 的吸附能力远远低于CH4、N2、CO和CO2等常见的其他组 分，所以变压吸附技术被广泛应用于氢气的提纯和回 收领域。
而达到混合气体分离之目的。
⑵甲烷气干燥方法
①冷分离法，冷分离法是利用压力变化引起温度变动，
使水蒸气从气相中冷凝下来的方法。 ②固体吸收法 ，固体吸附法脱水工艺是用多孔性的固
体吸咐剂处理气体混合物，使其中所含的一种或数种 组分吸附于固体表面上以达到分离的操作。目前用于
天然气脱水的多为固定床物理吸附。用吸附剂除去气
化运行经验。所以主要介绍一下托普索甲烷化技术。
净化后的焦炉煤气经过气气换热器、第二气气换
热器换热，预热至340℃后，经过喷射器和过热蒸汽混
合后，进入第一甲烷化反应器进行反应，出口一部分
气体经过废热锅炉副产中压饱和蒸汽降低温度至290℃， 然后混合进入第二甲烷化反应器进一步进行甲烷化反 应，第二甲烷化反应器出口的高温气体依次经过第二
氢反应生成水；剩余部分与预转化器反应后的气体混
合后进入一级加氢反应器；加氢转化后的气体含无机
硫约300mg/Nm3，经气气换热器和焦炉气蒸发式冷却器
冷却到40℃后送入湿法脱硫装置。
经过湿法脱硫后的焦炉煤气通过气气换热器提温 到约300℃进入二级加氢转化器将残余的有机硫进行 转化，再经中温氧化锌脱硫槽把关，使气体中的总硫 达到0.1ppm。出氧化锌脱硫槽的气体压力约为2.8MPa，
焦炉煤气甲烷化制SNG、CNGLNG技术开发
焦炉煤气甲烷化制SNG、CNG/LNG技术开发张新波，李泽军，杨宽辉（西南化工研究设计院，工业排放气综合利用国家重点实验室，四川成都610225）摘要：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合成天然气SNG的不同工艺流程，比较了各种工艺流程的优缺点，并进行了经济评价。
结果表明，焦炉煤气甲烷化后制合成天然气工艺，并进一步加工生产压缩天然气和液化天然气原料利用率更高，环保效果更佳，且经济效益更优。
关键词：焦炉煤气；甲烷化；合成天然气；经济效益Abstract: The method of using of the coke-oven gas to made synthetic natural gas (SNG), compressed natural gas (CNG) and liquefied natural gas (LNG) is a new area. Discusses the different processes of using the coke-oven gas to make SNG, and compares the advantages and disadvantages of various technological, last make economic evaluation. The result indicated that technology of using the coke-oven gas to made synthetic natural gas, and further processes the production compressed natural gas and the liquefied natural gas raw material use factor is higher, the environmental protection effect is better, and the economic efficiency is more superior.Key word: coke oven gas; methanation; synthetic natural gas; economic effectiveness前言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%)。
试论焦炉煤气合成天然气工艺
试论焦炉煤气合成天然气工艺【摘要】我国天然气在能源结构中所占的比例较低。
随着经济的不断发展和对环保要求的持续提高，清洁能源供需矛盾日益加剧。
天然气作为一种清洁能源，近年来在我国得到了快速发展，天然气的缺口加速扩大，进口管道天然气和液化天然气量日益增长。
焦炉煤气作为炼焦厂的副产品一直未能得到完全有效利用，除用于回炉自用、城市煤气、合成氨及甲醇外，尚有富余。
特别是近年来为了改善城市环境质量，抑制空气污染，民用气正逐渐改用天然气。
利用焦炉煤气生产天然气，不仅能带来经济效益，还可以带来环境和社会效益。
本文分析了焦炉煤气甲烷化合成前的预处理及精脱硫工艺，用于焦炉煤气甲烷化合成的高温甲烷化工艺，并对合成产品气的品质进行了探讨。
【关键词】焦炉煤气；精脱硫工艺；高温甲烷化工艺1.焦炉煤气制取天然气工艺概述1.1焦炉煤气的组成焦炉煤气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气及烯烃，此外还含有微量硫、焦油、苯、萘、氨等组分。
1.2焦炉煤气制取天然气途径焦炉煤气制取天然气主要有两种途径。
一种是不经过甲烷化，对焦炉煤气的组分进行分离，提取焦炉煤气中的甲烷，经处理满足天然气的使用条件后，输送到用户使用。
但是，此工艺的甲烷收率较低，天然气产量小，脱除的一氧化碳和二氧化碳无有效的利用途径。
另一种是通过一氧化碳、二氧化碳和氢气的甲烷化合成来调高焦炉煤气中的甲烷含量，经过处理后使其满足天然气的使用条件。
此工艺是焦炉煤气制天然气的主流工艺，国内已有成功的实例。
2.焦炉煤气甲烷化合成天然气技术分析焦炉煤气首先经过预处理，包括脱氨、脱焦油、粗脱硫、脱苯等工序，然后经过精脱硫，再经过甲烷化合成天然气。
根据合成天然气压缩或液化要求不同，再进行处理。
2.1焦炉煤气预处理焦炉煤气的预处理和常规焦炉煤气的净化处理基本相同。
主要的预处理工序有煤气冷却、除萘、除焦油雾、洗氨、脱苯、脱硫、脱氰等。
具体应用时，各工序的先后布置会有所不同。
浅谈焦炉煤气制天然气的甲烷化技术
浅谈焦炉煤气制天然气的甲烷化技术发表时间：2020-09-09T14:31:06.240Z 来源：《基层建设》2020年第14期作者：赵海彬朱江孙旭伟[导读] 摘要：因为我国天然气的资源相对缺乏，所以利用焦炉煤气制获取天然气的技术，也就相应得到了广大人士的高度重视。
新疆晋源能源有限公司新疆阜康 631508摘要：因为我国天然气的资源相对缺乏，所以利用焦炉煤气制获取天然气的技术，也就相应得到了广大人士的高度重视。
同焦炉煤气制取甲醇、合成氢等工艺路线相比较来看，焦炉煤气制取天然气的成效，往往呈现出了极佳的效用，因为它具有投资成本低、经济效益好等优点，它的副产物氢气也能够得到科学的应用，正是因为如此，从焦炉煤气制当中获取天然气，将会成为煤气综合利用的主要发展方向。
所以，需要对焦炉煤气制天然气的甲烷化技术，作出科学全面的分析。
关键词：焦炉煤气；天然气；甲烷化技术；全面分析众所周知，我国是世界范围内最大的焦炭生产国，2019年我国焦炭的产量大约在4.6亿吨左右，会副产约1800亿Nm³的焦炉煤气，除了能够应用于自身加热以外，还有大约700亿Nm³的焦炉煤气剩余，如果不综合开发回收利用，就会直接导致焦炉煤气资源的严重浪费现象，并且也会使得周遭的环境出现较大程度上的污染。
从另一个方面展开分析，我国在历史发展时期中，天然气的资源量是相对较少的，所以存在较为明显的缺口，为了能够使得这些方面存在的问题得到最为科学的解决，那么注重展开本文主题分析，也就显得极具必要性。
一、综合分析焦炉煤气以及天然气现状情况在进一步展开后续技术内容之前，我们应当对国内焦炉煤气以及天然气现状，作出一定程度上的分析了解，只有掌握好这些方面的内容，才能确保后续内容的分析更加具有科学性。
首先，有关工作人员应当对焦炉煤气的主要成分作出分析研究。
我国焦炉煤气所具有的成分是较多的，正是因为所含有的成分相对较多，所以常常也就使得研究焦炉煤气的难度较大，如果不能准确掌握其所含有的主要成分，那么最终必定会导致焦炉煤气的研究质量大幅度的下降。
焦炉煤气合成天然气工艺分析
李超 帅： 焦炉 煤 气合成天 然 气工 艺分析
３ ７
催化 加 氢反 应 的进 行 ， 需先 经过 氧 化铁 脱 硫 来 降 低 Ｈ Ｓ 的含 量 ，然 后 采 用 两 级加 氢 转 化 和 两级 脱
硫 的工 艺 ，将 总硫 降低 到 １ ０ ０ ×１ ０ ～ 。加 氢 催化 剂
无机硫和有机硫的存在都会使 甲烷化催化剂
我 国天 然 气 在 能 源 结 构 中所 占的 比例 较 低 。
１ ． ２ 焦 炉煤 气制 取天 然 气途径
随着 经 济 的不 断 发 展 和对 环 保 要求 的持 续提 高 ，
清 洁 能源 供 需矛 盾 日益 加剧 。天然 气 作为 一 种清 洁 能源 ，近年 来在 我 国得 到 了快速 发 展 ，天 然气 的缺 口加 速扩 大 ，进 口管道 天 然气 和 液化 天 然气
还 不 能满 足 甲烷 化 合成 的要求 ， 必须对 焦 炉 煤气 再 进 行进 一 步 的精脱 硫 处理 。焦 炉 煤气 甲烷化 合 成 天 然气 的精脱 硫 工艺 可 以借 鉴焦 炉煤 气 制 甲醇 的 工艺 。精 脱硫 的要 求 是要 满 足精 脱硫 后 总硫 体 积 分 数小 于 １ ０ ０ ×１ ０ 一 。焦 炉煤 气精 脱硫 的原理 是 对 各 种形 态 的有 机硫 进 行催 化加 氢 ，有 机 硫转 变
焦 炉 煤气 的主 要 成分 是 氢 气 、 甲烷 、一 氧化 碳 、 二氧 化 碳 、氮 气 、氧 气及 烯 烃 ，此 外还 含 有 微 量 硫 、焦 油 、苯 、萘 、氨 等 组 分 。常 见 的焦 炉 煤 气 的组成 见表 １ 【 ” 。
表 １ 常见 的焦炉煤 气组成
组分
Ｃｏ
液 化 要 求 不 同 ，再 进 行 处 理 。 图 １ 为焦 炉 煤 气 甲
五江集团焦炉气甲烷化慨述
五江集团汇源焦炉气甲烷化慨述(一)项目提出的背景、意义及必要性焦炉煤气是在炼焦过程中产生的副产品，主要成分是氢气和甲烷，还有少量烯烃、一氧化碳和二氧化碳等。
每1吨炼焦煤产生320立方米左右的焦炉煤气，其中约45%用于回炉助燃。
如果将余下约55%的将焦炉煤气转化为宝贵的清洁能源---天然气，能量利用率可达80%以上。
利用焦炉气生产天然气不仅能够有效的回收利用资源，产生高额的经济效益，而且可以帮助焦化企业形成良好的循环产业链，并最终改善焦化厂周边土地以及大气环境。
涟源市位于湖南省中部，涟水源头。
东毗娄底、双峰，南接邵东、新邵，西邻新化、冷水江，北连安化、宁乡。
市人民政府驻蓝田。
涟源地处湖南的几何中心，具有独特的交通区位优势，湘黔线和国道207线交汇处,正在修建的二广高速和娄新高速在涟源东交汇,涟源将成为湖南的交通枢纽,还有国道207,省道210及正在建设中的沪昆高铁涟源段将为涟源经济发展带来巨大人气和才气,涟源在工业上已形成了采掘、机械、建材、冶金、制药、化工、食品加工、日用产品生产八大体系。
工业、农业、旅游业等三次产业三驾马车齐驰并进，将涟源经济带入了快速发展的新时期。
为了更好的优化城市环境，市政府决定尽快实现城市然气化。
焦炉气的综合利用是我国的特殊国情，用焦炉气通过甲烷化生产合成天然气（SNG）其能量利用率可大大提高，因此，用焦炉气生产天然气，无论是经济效益还是社会效益、环境效益都是有重要意义的。
利用焦炉煤气生产清洁能源（天然气），具有以下几个优势：不增加资源消耗使用的基本上为现阶段废弃或不充分利用的伴生产品不增加物流压力最终产品单位体积和质量产值高，降低对道路和运输压力大幅度降低能源消耗利用废气能源生产清洁能源远大于生产过程消耗能量大幅度降低现有产业对环境的压力精细脱除硫、苯、苯并吡等有害物质，实现焦炉煤气零污染排放，并减排二氧化碳大幅度提升绿色经济对于经济发展的贡献通过节能减排不仅获得国家补贴而且取得联合国资助(二)项目的市场需求分析以焦炉气为原料生产的天然气（主要成分是甲烷）产品，是一种优良的清洁燃料，在全世界的大多数发达国家和地域（欧洲、日本、美国）均使用甲烷作为主要居民使用燃料，而中国的甲烷资源量是十分有限的。
焦炉气制天然气工艺流程
焦炉气制天然气工艺流程
《焦炉气制天然气工艺流程》
焦炉气制天然气是一种常见的天然气生产工艺，通过利用焦炉废气中的一氧化碳和氢气来生产天然气，既能有效利用工业余热，又能减少环境污染。
下面将介绍焦炉气制天然气的工艺流程。
首先，焦炉废气中的一氧化碳和氢气要经过净化处理，包括除尘、脱硫和脱氨等工序，以保证后续反应过程的正常运行。
接着，经过预热处理，将净化后的焦炉气送入催化剂反应器中进行化学反应。
在反应器中，一氧化碳和水蒸气经催化剂的作用产生甲烷和二氧化碳，并通过冷凝器将其中的水分和硫化氢等杂质去除，最终得到纯净的天然气产品。
在催化剂的选择上，通常采用镍基或钼基的催化剂，能够在相对较低的反应温度下实现高效率的甲烷合成。
同时，反应温度、压力和气体组成等条件的控制也十分重要，能够影响反应的速率和产物的选择性。
除了工艺流程的设计和优化，安全和环保也是焦炉气制天然气工艺的重要考虑因素。
在生产过程中，需要对废气进行合理的处理，以减少对环境的污染。
同时，也要保证生产设备的安全运行，避免因操作失误或设备故障导致的事故发生。
总的来说，焦炉气制天然气是一项有着广泛应用前景的工艺，能够充分利用工业废气资源，生产清洁环保的天然气产品。
通
过不断的技术创新和工艺改进，将能够进一步提高其生产效率和产品质量，为能源产业的可持续发展作出贡献。
焦炉气制甲醇与天然气的比较探讨
焦炉气制甲醇与天然气的比较探讨摘要：焦炉气制甲烷与天然气两种工艺技术具有一定的对比性，各有各自的优势与特点，本文将从二者的工艺流程、能量利用率、消耗定额、产品方案以及项目投资等方面加以对比分析，从而体现出焦炉气制天然气的独特优势。
关键词：焦炉气天然气对比甲醇由于世界石油价格不断上涨，对我国一些对石油资源依赖性较大的产业带来较大的困难，严重影响到社会经济的发展和进步，在此形势下，必须要对当前的能源结构加以调整，不断开发相应的可替代性能源，降低对石油资源的依赖，才能保障经济的健康、快速运行。
一、工艺流程对比（一）焦炉气制甲醇工艺流程焦炉气制甲醇工艺流程图：焦炉气从焦化厂输送到气柜之后，使用压缩机将其压力提升至 2.5Mpa，然后通过一级加氢转化催化剂、氧化铁脱硫剂、预脱硫剂、二级加氢转化催化剂、氧化锌脱硫剂等对其加以作用，使其内部无机硫和有机硫降至0.1PPM以下。
采用催化部分氧化转化工艺技术，对其中的甲烷加以转化，将其制成甲醇的主要其他成分H2和CO，再将其输送到合成系统内，对其进行提压，使其压力控制到5.5Mpa左右。
在甲醇合成塔内添加氢，使之发生反应得到粗甲醇，再通过三塔精馏转化为精甲醇。
配套的空分系统需提供转化反应所需的氧气，焦炉气用于生产甲醇过程中氢气过剩。
（二）焦炉气制天然气工艺流程使用粗脱硫剂对原料焦炉气加以吸附，吸附环境控制为40℃以下、24KPa，其中的大多无机硫会在粗脱硫塔中被消除掉。
再使用预处理吸附剂对其加以选择性吸附，将其中的萘、苯等杂质脱除掉，采用中温水解催化剂，转化环境控制为175℃和2.4Mpa，将预处理后焦炉气中含有的有机硫转化为无机硫。
用精脱硫剂对酸性气体进行选择性吸附，吸附环境为40℃以下、2.3Mpa，使酸性气体中含有的汞和硫在脱汞塔与脱硫塔中被清除掉，并施以等压干燥的方式，在吸附净化塔内将焦炉气中干燥后的杂质脱除掉。
检查焦炉气净化后是否合格，符合标准后再将其送至PRISM?膜分离器中环境条件为40℃、2.0Mpa，在膜两侧气体组组分分压差的作用下，焦炉气中的氢气会部分渗入纤维内部，并出现富氢物质，压力为0.2Mpa，对富甲烷气加以精馏和液化，从而制成符合标准的天然气产品。
焦炉煤气制取天然气技术及经济分析
无机硫 。最终将原料 气中总硫脱至 ＜０ ． １ ｐ ｐ ｍ。
２ ． ２甲烷 化
甲烷化是 焦炉煤 气制取天然 气的核 心部分 ， 可将 焦炉煤 气 中的 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ 、 Ｈ ： 转化 为 甲烷 ， 甲烷含 量可 提高 约 １ ０ ％， 这 样 焦 炉 气就变成 主要含 Ｃ Ｈ 、 Ｈ 和少 量 Ｎ 。 的 气体混合物 。 甲烷化 过 程 为 放热 反 应 ， 出 甲烷化 反 应 器的 气体 进入 废 热锅 炉 回收 余 热， 副产 蒸汽 。焦炉 气 甲烷化 过程 中伴随 系统 析碳 ， 生 产的 碳 沉 积在 催化 剂表 会造成 催化 剂失 活 ， 并且 使床 层 阻力增加 ， 装 置无法 运行 ， 若 甲烷 化转 化不 完全 ， 不仅会 使 甲烷的 收集率 造 成重大 的干 扰 ， 还 会对制 取后 天然 气的 品 质产生影 响 。因此 ， 对 焦 炉气 甲烷化 催化 工艺 的催 化剂要 求较 高 。在 当今企业 的 不断发 展中 ， 我 国的大连普瑞 特化工有 限公 司和 武汉科林 精细 化工 有限 公司 以及 中科院 等诸 多单 位都在 催化 剂方 面取 得 了 较好的 成绩 ， 特别是 武汉科林 更是针对 这个方面 的问题进 行 了 深入 细致 的研 究 ， 开发 出 了一种新 型 的 甲烷 化催化 剂 ， 并 进行 了大批量 的应用 ， 在 催化剂 炉煤 气制 取合成 天然 气 ， 甲烷浓 度大于 ９ ０ ％， 热 值大于 ３ ２ Ｍ Ｊ ， 由于 焦炉煤气 中氢多碳少 ， Ｈ 还有部分 剩
余 。 山西 科 灵环境 工程 设计技 术有 限 公司设 计 了先对 焦炉 煤
气补 碳 ， 优化Ｈ ／ Ｃ 比， 然 后 甲烷 化制取 Ｓ Ｎ Ｇ的方法 ， 进一步提 高
制取 天然 气是 一种新 的可靠 的天然 气供 给方 式 ， 还 能有效减 少 先 采用吸附 法脱除苯 、 萘和 焦油 等杂 质， 加压预 热后脱氯 后 ， 之
焦炉煤气制天然气工艺
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
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℃
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
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
焦炉煤气甲烷化制LNG(或CNG)技术
焦炉煤气甲烷化制LNG（或CNG）技术LNG（Liquefied Natural Gas），即液化天然气的英文缩写。
天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要成分由甲烷组成。
LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。
天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点。
天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。
液化天然气正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。
近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。
利用剩余焦炉煤气生产LNG，既有效解决了焦炉尾气的排放问题，又具有十分可观的经济效益和社会效益。
工艺流程简述来自焦化厂经过预净化处理的焦炉气，仍然含有微量焦油、苯、萘、氨、氰化氢、Cl-、H2S、不饱和烯烃、噻吩、硫醚、硫醇、COS和CS2等有机硫。
原料气首先加压预热后脱氯后，之后经过两段加氢转化，将有机硫转化无机硫，并经过两段脱硫净化后，进入甲烷化工序。
在此将大部分CO、CO2与氢气经过甲烷化反应生成甲烷。
甲烷化反应是强放热反应，通过副产中压蒸汽的方式移出反应热并回收。
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。
焦炉煤气制LNG流程框图经济效益和社会效益根据焦炉煤气成份的差异，生产1吨LNG（CH4含量～96%）消耗焦炉气约3800～4500Nm3，如有其它CO、CO2资源补充，则焦炉气消耗量大幅下降；若无补充气，则可副产H2出售。
以无补充气计，每生产1吨LNG的生产成本约3000元左右，按LNG售价4000元/吨计，经济效益相当可观。
利用焦炉煤气生产LNG（或CNG），将为焦炉尾气的综合治理和利用作出示范，变废为宝，使环境、经济和社会效益得以协调和统一，实现循环经济，使我国的焦炭业能够持续和高效的发展。
论述焦炉煤气制取天然气技术及其发展
论述焦炉煤气制取天然气技术及其发展一、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。
焦炉气甲烷化制天然气技术简介-2013.4
2016
2019
2022
2025
3000
3000
1350
生产量
1350
2500
2500
1200
消费 量
1200
2000
2000
1050
1050
900
1500
1500
900
750
750
1000
1000
600
600
450
450
300
300
150
150
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
2013/4/16
焦炉气甲烷化制天然气 技术简介
报告人：张新波
西南化工研究设计院有限公司 工业排放气综合利用国家重点实验室
成都·2013年4月
西南化工研究设计院
目录
1、焦炉气利用概况 2、焦炉气制天然气技术现状 3、西南院甲烷化技术及及相关业绩 4、经济效益分析 5、小结
西南化工研究设计院
2013/4/16
z (1)物理分离工艺流程：以深冷分离液化为核心，采用
联合净化工艺脱除焦炉气中的硫、苯、萘、焦油、CO2、水 等杂质，后进入分离提取氢气，提氢后富甲烷气体进入液 化精馏单元，通过低温精馏得到合格LNG ；
(2)甲烷化工艺流程：以甲烷化技术为核心。采用联合
净化工艺脱除焦炉气中的焦油、苯、萘、硫等杂质，后进 行甲烷化反应，最后分离出氢气，得到合成天然气。并且 压缩合成天然气可得压缩天然气。若需要制备液化天然 气，则直接增加深冷分离装置，且不需要脱碳。若焦化厂 附件有价格低廉的碳源，则可以增加CH4产量，且不需分离 工序就可以得到符合国家标准的合成天然气。
焦炉煤气等温甲烷化制天然气技术通过鉴定
年 的工业化 连续运行 实践 ，稳定 可靠 ，为 国际首 创 ，达 到 国际领先水平 ，并 建议在焦化行业加快 推广应用 。 据上海华西 化工科技 公 司总经理 纪志 愿介 绍 ， 目前我
力 即可 。若 有严 重化 趋势 ，在 不切 除精 氩塔 的前 提 下 ，按照严 重 氮塞 时 的方法处 理 。
５ 结束语
空 分 设 备 安 全 运 行 管 理 是 一 项 复 杂 的 系统 工
程 ，需要工艺 、仪表等各个专 业 的积极配合 与协
调 。除 了以上 提及 的几点 之外 ，还 应关 注各 种动 设 备 的维护 、保 养 ，积 极做 好空 分设 备操 作人 员 的技 能培 训等 工作 。希 望大 家能充 分交 流 ，汲取 其 中有 益 的经验 ，共 同提 高空 分设备 的操 作水 平 ，及时 消 除空 分设备 运行 中的安全 隐患 和 消极 因素 ，保 证 空 分 设备 长周 期安 全 、稳定 运行 。
国焦化行业 焦 炉煤 气 主要 用 于 生产 合 成氨 、甲醇 、发 电 、
３ ７ ． ５ ７ ＭＪ ／ ｋ ｇ ，二氧化碳 含量小 于 １ ０ ０×１ ０ ～，硫化 氢含 量
为零 ，产 品品质优 于 国家标准 。焦炉 煤气／ Ｌ Ｎ Ｇ产气 比高 ，
为２ ． ６ ： １ 。
一
城市燃气等 。但 随着煤 制合成氨 、甲醇技术 的成 熟和 推广 ， 以及煤发 电成本 降低 、城 市燃 气被 天然气 取代 ，焦炉 煤气 的利用途径 受 限 ，造成 部分 地 区 焦炉 煤 气直 接 高空 放 散 ，
焦炉气甲烷化工艺介绍
焦炉气甲烷化工艺介绍焦炉气的综合利用是我国的特殊国情。
近年来，国家针对焦炉气的应用经过了多方面的研究。
目前，我国焦炉气主要用于制氢、合成甲醇以及生产合成氨。
在甲醇价格较高的情况下，生产甲醇具有较好的经济效益。
但从焦炉气的组成上来看，氢多碳少，合成甲醇并不是最经济的利用途径。
而从能量利用率的对比来看，用焦炉气通过甲烷化生产合成天然气（SNG）再进一步制取CNG，其能量利用率可达80%以上，而焦炉气制甲醇的能量利用率仅为52%-59%。
随着原油价格不断地上涨，汽油价格也在不断飙升，而CNG 作为汽车代用燃料，其价格比汽油低很多，因此具有很大的吸引力，特别在出租车及公交车等领域。
到2005年底，我国已有CNG汽车16万辆，加气站500多座，不少城市正在加快CNG加气站的建设。
对于没有天然气源而有焦化企业的地区，可以用焦炉气生产CNG来发展CNG汽车。
对于一个50万t/a焦化企业，每年可得到5000万m3的CNG。
如上所述，我国每年放散的焦炉气为200亿m3 ，如将其回收，可得CNG 70亿m3 ～80亿m3 ，相当于520万吨～590万吨汽油。
因此用焦炉气生产CNG无论是经济效益还是社会效益、环境效益都是有重要意义的。
由焦炉气生产SNG-CNG，其工艺流程相对简单，投资较低，具有更强的竞争力。
焦炉气甲烷化催化剂作为焦炉气甲烷化工艺的核心部分，对焦炉气甲烷化有着最直接的影响，焦炉气生产CNG 的工艺过程如：焦炉气→净化→甲烷化→PSA→压缩→SNG→CNG对于焦炉气来讲，以焦炉气组成为基准，每1%的CO转化为甲烷，气体的绝热温升约为63℃；每1%的CO2转化为甲烷，气体绝热温升为50.5℃；因此焦炉气甲烷化反应温升比较大；而焦炉气甲烷化过程中伴随系统析碳，生产的碳沉积在催化剂表会造成催化剂失活，并且使床层阻力增加，装置无法运行。
因此，对焦炉气甲烷化催化工艺的催化剂要求较高。
武汉科林精细化工有限公司针对这个方面的问题进行了深入细致的研究，开发出了一种新型的甲烷化催化剂，该催化剂具有活性好，热稳定性好，抗积碳性佳，具有良好低温活性等特点，同时还具有能将高烃转化以及良好的抗氧化性能。
焦炉煤气制液化天然气工艺简介
焦炉煤气制液化天然气工艺知识简介一、常有燃料气体英文缩写：NG:是指天然气。
SNG：是指代替天然气。
CNG：是指压缩天然气。
LNG:是指液化天然气。
LPG：是指液化石油气。
COG：是指焦炉煤气。
BOG：是指闪蒸气二、液化天然气LNG的基天性质：LNG是常压下气态的天然气经过冷却至-162 ℃，使之凝结成液体，其体积减小到气态时的1/625 ，其熔点 -182 ℃，闪点 -188 ℃，沸点℃，相对密度m3，引燃温度538℃，爆炸极限— 15%。
三、焦炉煤气制合成天然气原理因为焦炉煤气中 CO和 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，因此可以利用甲烷化反应生成甲烷，主反应见反应式(1) 和 (2) ：CO+3H2→ CH4+H2O?△ H0=-206kJ/mol?? (1)CO2+4H2→CH4+2H2O△H0=-178kJ/mol? ?(2)2焦炉煤气中还有少许 O，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高升到650℃左右。
这不单使催化剂因为多碳烃裂解而结碳，还可能简单使不耐高温的甲烷化催化剂烧结而失活。
四、工艺流程简介焦炉煤气先经过粗脱萘焦油器，脱除煤气中的焦油和萘，使煤气中萘含量降低到≤50mg/Nm3，焦油含量降低到≤ 5mg/Nm3。
而后经焦炉煤气压缩机压缩后进入精脱萘、焦油、和苯变温吸附单元，进一步脱除焦炉煤气中的焦油、萘、苯等杂质，保证焦炉气中氨含量＜ 10ppm，萘＜ 10ppm，焦油＜ 1ppm。
精脱苯、萘、焦油的焦炉煤气进入粗脱硫罐，使焦炉煤气中的 H2S≤1mg/Nm3，而后进入预加氢反应器、一级加氢转变反应器、氧化锌精脱硫塔、二级加氢转变反应器和氧化锌精脱硫，对焦炉气中的硫醇、硫醚、 COS、 CS2等有机硫及无机硫 H2S 进行精脱硫，使焦炉煤气中的总硫含量小于。
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焦炉气甲烷化制天然气 技术简介
报告人：张新波
西南化工研究设计院有限公司 工业排放气综合利用国家重点实验室
成都·2013年4月
西南化工研究设计院
目录
1、焦炉气利用概况 2、焦炉气制天然气技术现状 3、西南院甲烷化技术及及相关业绩 4、经济效益分析 5、小结
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2013/4/16
z 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。国家发展改革委发出通 知，决定自2010年6月1日零时起将国产陆上天然气出厂基 准价格由每千立方米925元提高到1155元，每千立方米提高
230元，提价幅度为24.9%。同时改进天然气价格管理办
申请号 200910058611.0 z (5) 一种利用焦炉气制备液化天然气的方法
申请号200910310655.8 z (6) 一种利用焦炉气制备液化天然气的方法
申请号200910310615.3
西南化工研究设计院
2013/4/16
3 西南院甲烷化技术 等温甲烷化工艺
z 甲烷化反应直接在等温（典型的为列管式）反应器中进行，反应 产生的热量由冷媒及时移走。
中低含量的CO和CO2，使用温度低于450℃ 。 z 若焦炉气甲烷化采用该工艺，因甲烷化炉的出口温度将达到
650℃ 左右，因此对反应器的材质要求较高，投资较高，但 不需要循环压缩机。
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2013/4/16
3 西南院甲烷化技术 推荐工艺－部分循环外移热甲烷化工艺
z 甲烷化反应气在回收了热量并分离掉游离水后，部分气体气相 通过循环压缩机升压后，与新鲜原料气混合，再回到反应器的 入口。这种工艺适合于中、大型工业装置上采用。
z 提高CH4产量：总碳利用率≥98%，增产约1/3。 z 简化分离过程，提高分离效率：甲烷化后气体组成主要
为H2、CH4、N2三个组分。 z 减少净化分离工序处理气量：CO、 CO2与H2的体积缩小
反应，使处理气量降低37.5%左右。 z 加工成本低：能量利用率高，1.56元/Nm3→0.80元/Nm3 。
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3 西南院甲烷化技术
关于甲烷化反应工艺及催化剂的专利
z (1) 一种利用焦炉煤气制备合成天然气的方法 专利号ZL200610021836.5
z (2) 一种焦炉煤气甲烷化催化剂及其制备方法 专利号ZL200810046429.9
z (3) 一种利用焦炉煤气合成甲烷的方法（申请号200810046428.4） z (4) 一种利用焦炉气制备合成天然气的甲烷化反应工艺
z 结合本地情况，选择焦炉气制合成天然气、压缩天然气或液化天 然气。
z 焦炉气制天然气项目符合国家产业政策，是节能减排项目。 z 综合焦炉气利用的技术成熟性和生产成本等考虑，建议采用焦炉
气甲烷化制天然气，技术风险较少，经济效益更好。
西南化工研究设计院
谢谢
电话:13980905605 Email:zhangxb@
z (1)物理分离工艺流程：以深冷分离液化为核心，采用
联合净化工艺脱除焦炉气中的硫、苯、萘、焦油、CO2、水 等杂质，后进入分离提取氢气，提氢后富甲烷气体进入液 化精馏单元，通过低温精馏得到合格LNG ；
(2)甲烷化工艺流程：以甲烷化技术为核心。采用联合
净化工艺脱除焦炉气中的焦油、苯、萘、硫等杂质，后进 行甲烷化反应，最后分离出氢气，得到合成天然气。并且 压缩合成天然气可得压缩天然气。若需要制备液化天然 气，则直接增加深冷分离装置，且不需要脱碳。若焦化厂 附件有价格低廉的碳源，则可以增加CH4产量，且不需分离 工序就可以得到符合国家标准的合成天然气。
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1.1 焦炉气利用现状---焦炉气概况
焦炉气的典型组成及杂质
组成
H2 CH4 CO CO2 CnHm N2
O2
含 量/v% 54~59 20~26 5.5~8 1~3 2~3 3~5 0.3~0.7
萘
焦油
mg/Nm3 mg/Nm3
300
30~100
总S
HCN
NH3
苯
mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3
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2.2 物理分离工艺流程制液化天然气
2013/4/16
西南化工研究设计院
2.2 甲烷化工艺流程制液化天然气
西南化工研究设计院
2013/4/16
2.3 甲烷化工艺的优势
z 与物理分离流程比，可省去脱碳装置： LNG低温分离要 求CO2≤ 50×10-6，采用甲烷化工艺，可以达到上述要 求，不需另加脱碳装置。
2016
2019
2022
2025
3000
3000
1350
生产量
1350
2500
2500
1200
消费 量
1200
2000
2000
1050
1050
900
1500
1500
900
750
750
1000
1000
600
600
450
450
300
300
150
150
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014
优点：反应可以控制在最佳的温度范围内进行、反应床层的温度梯 度小，因而催化剂装填量较小；
缺点：反应器结构较为复杂、反应管材质为特殊不锈钢，造价较 高；反应器移走热量的冷媒循环系统之外，还需要另外设置回收 反应热的热回收系统。
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3 西南院甲烷化技术
无循环绝热甲烷化工艺 z 广泛用在合成氨等工业装置中，通过甲烷化反应脱除工艺气
西南化工研究设计院
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2013/4/16
3 西南院甲烷化技术
研发历程
开发了具有自主知识产权的焦炉气甲烷化制 合成天然气工艺流程与专用甲烷化催化剂。
z 2006年：立项探索试验 z 2007年：小试和催化剂研制 z 2008年：催化剂扩大制备和模试 z 2009年：中试 z 2009年12月：通过中国昊华的评议 z 2010年5月：通过四川省科技厅组织的鉴定
300~600 200 50~100 3000
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2013/4/16
1.2 焦炉气化工利用现状
还原铁
燃料
提/制氢
发电
COG
SNG
CNG LNG
合成氨
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甲醇
DME
1.3 焦炉气制天然气优势
一、市场 二、环保 三、价格
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2013/4/16
2.1 焦炉气制天然气优势—市场预测
2.2 焦炉气制天然气优势—环保
z 与相等热值汽油相比：CNG汽车碳氢化合物减少 72%，NOx减少39%，CO减少24%，SO2减少90%以上
z 与相等热值的煤炭燃烧相比：天然气燃烧排放的 颗粒物是煤炭燃烧的1/616， SO2 是燃煤的 1/120， CO 是燃煤的1/132
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2.3 焦炉煤气制天然气预测—价格
பைடு நூலகம்
2013/4/16
焦炉气提氢装置 （山西三维 15000Nm3/h 焦炉气 2008年）
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20万吨/年焦炉气制甲醇装置（河北）
西南化工研究设计院
2013/4/16
焦炉气配转炉气制甲醇装置（四川达钢）
西南化工研究设计院
30万吨/年焦炉气制甲醇装置（全球最大）
西南化工研究设计院
2013/4/16
净化
工 艺 流 程简图
甲烷化
PSA
SNG
深冷
进入管网 CNG LNG
CO
焦炉气
6.9
直接甲烷化
补CO2甲烷化
CO2 3
0.83
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气体组成（v/v,%）
H2 59 32.33
CH4 25 62.62
N2 3.2 5.05
2.35
90.31
6.5
O2
CnHm
0.5
2.4
2.2 焦炉气制液化天然气技术现状
单位成本 (元/kNm3 LNG)
备注
1005.0 117.3
焦炉气处理量为 37500Nm3/h
532.7 12.9 4.8
450
-160.1 -54.7 1907.9 35820 13039
价格按热值折算 产量14925Nm3/h
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2013/4/16
5结 论
z 焦炉气甲烷化制天然气技术相对比较成熟，实施的技术风险较小 。
天然气；
西南化工研究设计院
焦炉气甲烷化制23.8万吨/年液化天然气项目签约
西南化工研究设计院
2013/4/16
焦炉气甲烷化制液化天然气项目签约
西南化工研究设计院
焦炉气甲烷化制天然气项目设计审查会
西南化工研究设计院
2013/4/16
焦炉气甲烷化制天然气项目初步设计审查会
西南化工研究设计院
西南化工研究设计院
2013/4/16
焦炉气甲烷化制合成天然气项目奠基仪式
西南化工研究设计院
西南化工研究设计院
2013/4/16
新疆金晖兆丰焦化有限公司38000Nm3/h焦炉气制液化天然气
西南化工研究设计院
西南化工研究设计院
2013/4/16
4 经济效益分析
序号
消耗名称
一
原材料
(1)
焦炉煤气
(2)
催化剂、脱硫剂等