摘 要：焦?fàn)t煤氣是一種污染性氣體，對(duì)于周圍自然環(huán)境有著嚴(yán)重影響，通過運(yùn)用現(xiàn)代化技術(shù)手段，將焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)換為液化天然氣，具有較高的環(huán)境效益和社會(huì)效益，因此應(yīng)加大對(duì)焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣的技術(shù)研究，仔細(xì)分析各個(gè)工藝流程。本文分析了焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝現(xiàn)狀，闡述了相關(guān)技術(shù)應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣；液化天然氣；生產(chǎn)技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.054

我國(guó)各個(gè)地區(qū)的焦?fàn)t煤氣排放量逐年上漲，其可以用于發(fā)電、生產(chǎn)氫氣、甲醇和化肥等，存在嚴(yán)重的浪費(fèi)情況，焦?fàn)t煤氣綜合利用率較低。在節(jié)能減排大背景下，人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)明顯提高，將焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)換為一種清潔能源—液化天然氣，受到人們的廣泛關(guān)注。近年來，這種生產(chǎn)工藝技術(shù)越來越成熟，不僅降低了環(huán)境污染，而且實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的變廢為寶。

1 焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝現(xiàn)狀

近年來，我國(guó)對(duì)于焦?fàn)t煤氣的研究不斷增多，在焦?fàn)t煤氣的開發(fā)利用方面取得了顯著的成就，當(dāng)前焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣的工藝的基本現(xiàn)狀是：其一，有效簡(jiǎn)化了焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)流程，不需要設(shè)置甲烷轉(zhuǎn)化工序，減少了企業(yè)前期的投資成本；其二，可以從焦?fàn)t煤氣中將氫氣分離出來，為整個(gè)生產(chǎn)工藝提供動(dòng)力和熱力，這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，某些企業(yè)引進(jìn)了氨合成設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)濟(jì)效益非常明顯；其三，焦?fàn)t煤氣中的氮?dú)夂蜌錃夂枯^大，在實(shí)際的液化處理工藝中，大部分氫氣往往被提前過濾掉，使得氫氣不會(huì)進(jìn)入甲烷低溫分離工藝中，因此能源消耗較少，若生產(chǎn)過程中應(yīng)用MRC制冷工藝，會(huì)進(jìn)一步提高能源利用率，并且如果采用氫氣回收技術(shù)，可以將回收的氫氣作為焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)動(dòng)力，提高生產(chǎn)工藝水平；其四，近年來，我國(guó)致力于節(jié)能減排，出臺(tái)了《天然氣利用規(guī)范》，倡導(dǎo)各個(gè)企業(yè)提高焦?fàn)t煤氣的利用率，明確指出了液化天然氣的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝的應(yīng)用和發(fā)展指明了方向。

2 焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣技術(shù)應(yīng)用

焦?fàn)t煤氣中主要含有二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氫氣、氮?dú)獾瘸煞郑渲械獨(dú)夂孔罡撸s55%。根據(jù)我國(guó)頒發(fā)的液化天然氣生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，利用焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝的應(yīng)用，首先需要凈化焦?fàn)t煤氣，當(dāng)焦?fàn)t煤氣中的二氧化碳和水含量達(dá)標(biāo)以后，再開始制冷工藝。若焦?fàn)t煤氣中的二氧化碳含量比甲烷含量高時(shí)，需要在焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣的工藝中增設(shè)脫碳裝置或者吸附塔，經(jīng)過脫碳、吸附處理以后，再通過變壓吸附技術(shù)，濃縮甲烷，獲得液化天然氣。

2.1 凈化處理

煉焦生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的焦?fàn)t煤氣，由于焦?fàn)t煤氣中含有各種不同的氣體，在生產(chǎn)液化天然氣工藝中，首先需要對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行凈化處理，將焦?fàn)t煤氣中的油霧、硫化氫、萘、苯等雜質(zhì)去除。一般情況下，煉焦后面的生產(chǎn)工藝中有過濾處理，焦?fàn)t煤氣中的硫化氫、萘、苯等都已經(jīng)經(jīng)過粗脫處理，在焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝中，還需要對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行精脫處理，將焦煤煤氣中的硫化氫、萘、苯等雜質(zhì)去除干凈，避免后期甲烷化工藝中發(fā)生催化劑中毒或者輸送焦?fàn)t煤氣過程中發(fā)生凍堵管道等問題，在凈化處理焦?fàn)t煤氣時(shí)，為了滿足甲烷化工藝要求，需要合理脫除硫化物，在脫硫階段，將焦?fàn)t煤氣中的無機(jī)硫轉(zhuǎn)換為硫化氫，通過增加活性炭將硫化氫快速吸附在一起實(shí)現(xiàn)脫除，其中焦?fàn)t煤氣中殘留的部分有機(jī)硫，在300攝氏度的高溫環(huán)境中，可通過加氫轉(zhuǎn)化處理，結(jié)合采用高溫氧化鋅工藝，實(shí)現(xiàn)良好的焦?fàn)t煤氣除硫效果。

2.2 甲烷化處理

甲烷化處理是焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝中非常關(guān)鍵的工序，甲烷化處理程度直接關(guān)系著后期甲烷采收率，對(duì)于液化天然氣質(zhì)量有著決定性影響。焦?fàn)t煤氣經(jīng)過凈化處理以后，輸送到甲烷化處理工序中，結(jié)合實(shí)際的焦?fàn)t煤氣量，時(shí)尚調(diào)整甲烷化反應(yīng)過程，由于甲烷化反應(yīng)包括單段甲烷化反應(yīng)和多段甲烷化反應(yīng)，焦?fàn)t煤氣的甲烷化反應(yīng)需要適量的催化劑，通常情況下主要采用鎳，甲烷化反應(yīng)包括等溫過程和絕熱過程，需要在甲烷化處理工藝中設(shè)置等溫列管反應(yīng)器，這不僅增加了企業(yè)的投資成本，而且這導(dǎo)致焦?fàn)t煤氣在甲烷化階段很容易發(fā)生積炭現(xiàn)象，所以焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝中可以利用絕熱甲烷化反應(yīng)，添加適量的催化劑，提高甲烷化處理效率。

2.3 變壓吸附

焦?fàn)t煤氣經(jīng)過凈化處理和甲烷化反應(yīng)以后，其中的甲烷含量明顯提高，這時(shí)需要檢測(cè)焦?fàn)t煤氣中的一氧化碳和二氧化碳含量，若這兩種氣體的含量也滿足了焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝要求，這時(shí)可以進(jìn)行變壓吸附處理，提升甲烷濃度，并且直接銷售在這個(gè)過程中獲取的氫氣。

2.4 加壓制冷

對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行變壓吸附處理以后，還應(yīng)做好焦?fàn)t煤氣的加壓處理，通過混合制冷、膨脹制冷等工藝技術(shù)，對(duì)焦?fàn)t煤氣液化處理，從而獲得液化天然氣。

2.5 注意事項(xiàng)

焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工藝中，對(duì)于焦?fàn)t煤氣中的各種雜質(zhì)需要進(jìn)行有針對(duì)性地處理，在實(shí)際應(yīng)用需要對(duì)焦?fàn)t煤氣先進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理，然后通過煤氣儲(chǔ)配站，經(jīng)過深度凈化環(huán)節(jié)，當(dāng)前液化和甲烷化技術(shù)已經(jīng)非常成熟，為了確保生產(chǎn)工期的穩(wěn)定、連續(xù)、長(zhǎng)期進(jìn)行，需要對(duì)焦?fàn)t煤氣深度凈化處理，然后再進(jìn)入甲烷化處理工藝，所以需要采用不同方法對(duì)焦?fàn)t煤氣中的氨氣、氮?dú)?、有機(jī)硫等進(jìn)行有針對(duì)性處理和脫除。同時(shí)，在焦?fàn)t煤氣的甲烷化工藝中，甲烷化反應(yīng)是一種不斷縮小焦?fàn)t煤氣體積的反應(yīng)，結(jié)合其反應(yīng)機(jī)理，適當(dāng)?shù)膲毫τ兄谔岣呒淄榛磻?yīng)速度，因此在確保焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化率的基礎(chǔ)上，可以適當(dāng)降低工作壓力，減少設(shè)備投資成本和能量損耗。

3 結(jié)束語

近年來，我國(guó)在能源轉(zhuǎn)換方面的研究不斷增多，焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)液化天然氣工資具有良好的環(huán)保效益，并且投資回收速度快，生產(chǎn)成本低，工藝流程短，為了確保整個(gè)生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定、連續(xù)、安全運(yùn)行，應(yīng)加大對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的分析和研究，推動(dòng)這種生產(chǎn)工藝的快速發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：鄭光明（1982-），男，內(nèi)蒙古包頭人，本科，研究方向：熱能與動(dòng)力。