焦炉煤气制天然气工艺

精脱硫设备参数
序 名称
号
位号 规 格 型 号
φ=1900
1 一级加氢预转化器 D61201
H=7360
V=16.4m³
φ=2300
2 一级加氢转化器 D61202
H=13990
V=57.6m³
φ=2900
3 中温脱硫槽 D61203ABC H=15760
V=100m³
φ=1900
4 氧化锌脱硫槽 D61204AB
四分之三
备注 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 补加CO2：1185Nm³/h
序号 组分名称
Nm³/h
V%
Kg/h
1
H2
16560
55.4
1478
2
CO
2340
7.8
2925
3
CO2
960
3.2
1885
4
O2
0
0
0
5
CH4
7830
26.2
5592
6
N2
1050
165
1 内径2900mm
3
H=15570mm
5 氧化锌脱硫槽 T408型脱氯剂
2.48
3.1
0.8 内径1900mm
2
H=9160mm
6
一级加氢转化 器
JT-8型加氢催化剂
18
30.5 0.59 内径2300mm
1
H=13990mm
7
一级加氢预转 化器
JT-8型加氢催化剂
3.6
6.1
0.59 内径1900mm
1
实用
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。
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。
H=9359
V=24m³
φ=1900
5 二级加氢转化器 D61205
H=13160
V=38.4m³
φ=2600
预脱硫槽 6
D61206
H=11680 V=50.2m³
φ=2600
过滤器
F61201AB H=11680
7
V=50.2m³
φ=3210
升温炉 8
B61201
H=21220 A=73㎡
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
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。
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%
N2 3.50%
O2 0.40%
CmHn(C2～C4) 1.70%
焦炉煤气杂质指标
项目
苯
含量（mg/Nm3） ≤100
萘 ≤400
氨 ≤50
硫化氢 ≤20
有机硫 ≤250
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。
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。
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
1
H=7360mm
8
二级加氢转化 JT-1型水煤气加氢催化
器
剂
10.98
16.3 0.675 内径1900mm H=13160mm
1
9 过滤器
内径2600mm
W306型高效脱油剂 40.56
62.4 0.65 H=11680mm
2
内径2600mm
10 预脱硫槽 W102型活性炭脱硫剂 20.28
31.2 0.65 H=11680mm
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。
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
脱萘系统工艺指标
0.6Mpa 0.25Mpa 500c 500c 焦炉气 200℃ 52.8m3 2600mm 14090mm
脱萘系统催化剂装填量
设备名称 脱萘塔A 脱萘塔B
设备 直径 （mm）
催化剂型号
2600 TN—1型脱萘剂
2600 TN—1型脱萘剂
催化剂 装填量 ( m³） 44.6
44.6
槽内 常压 25~35 2
30~40 3 2
湿法脱硫工艺参数
序号
工艺指标/内容
1 脱硫塔阻力小于1000Pa 2 煤气入脱硫塔温度小于35℃ 3 入塔循环液温度高于入塔煤气3~5℃ 4 溶液循环量650—850m³/h 5 循环泵出口压力大于0.55MPa 6 再生塔压缩空气入口压力大于0.5MPa 7 脱硫液PH值8.5-9.1 8 循环液副盐含量小于250g/L,最高不大于280g/L 9 循环液总碱度20-35g/L
吸气温度 ℃
40
排气温度 ℃
139
安全阀开启 压力
Mpa（C）
0.26
排气量
m³/min
328
（入口状态）
Nm³/h
14625
二级 0.255 0.563 40 118 0.65
116 14625
三级 0.563 1.216 40 114 1.23
51 14625
四级 1.216 2.6 40 112 2.8
精脱硫催化剂装填量
序 号
填装设备
1
装填物料名称 Æ50耐火球
重量/吨 33.83
体积/m³
比重
设备规格
设备数量/ 台
备
注
24.17 1.4
实用
2
Æ25耐火球
18.68 13.34 1.4
3 氧化锌脱硫槽 T305型氧化锌脱硫剂 22
22
1 内径1900mm
2
H=9160mm
4 氧化铁脱硫槽 T305型氧化锌脱硫剂 165
湿法脱硫设备参数
序 号
名称
1 脱硫塔
2 再生塔
规格型号
介质
压力 （MPa)
温度 （℃）
数量
Φ=6000 H=37810
PDS+栲胶脱硫液， 焦炉煤气
~0.017
35~40
2
Φ=4600/6000 H=49460
脱硫液，空气， 盛满液时
硫磺泡沫
的液柱压 35~40 2
力
3
溶液循环槽
Φ=7510 H=7900 V=340m³
10 循环液悬浮硫小于1.5g/L
11 煤气入口H2S含量4-6g/L 12 焦油含量小于50mg/m³,出口H2S含量小于20mg/m³ 13 各电机温度小于60℃
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。
焦炉气压缩机工艺参数
名称
单位
一级
吸气压力 Mpa（A） 0.095
排气压力 Mpa（A） 0.255
23 14625
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 6M25-328/25
主机
Q=330m³/min
焦炉煤气
排气：2.5
3
焦炉气压缩机 电机
TK2700-16/2150
N=375r/min P=2700kW
3
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 直径 高度
Æ25瓷球 丝网
( m³）
数量
（张）
备注
4.62
4
单层 填装
4.62
4
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。
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
温 度 单重 (℃） （kg） 数量
设计300 17830 1 设计300 45380 1 设计300 72780 3 设计300 22490 2 设计300 33590 1 设计260 26400 1 设计260 26150 2 40～460 23460 1
3.5
1312
7
H2O
2Байду номын сангаас0
0.08
193
8
CnHm
900
3
1446
9
合计
29880
14831
甲烷化系统出口气体组成
进口气量：15270Nm³/h
排水：5738Nm³/h
序号 组分名称
Nm³/h
V%
Kg/h
1
H2
2
CO
100
0.65
8.9
一
一
0
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。
PDS+栲胶脱硫液
槽内 常压 25~35 2
4 事故槽
Φ=7520 H=7900 V=340m³
DFCZ250-500C 5 溶液循环泵 Q=850m³/min
H=60m
TL450X4-N
6
卧式离心机
生产能力5~10m³/h 转鼓转速3200r/min
转鼓直径450mm
PDS+栲胶脱硫液 栲胶脱硫液