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焦炉气为原料制加压天然气CNG和液化天然气LNG

焦炉气为原料制加压天然气CNG和液化天然气LNG
1.焦炉气制天然气主要工艺流程：
1）焦炉气制加压天然气(CNG)的示意流程图如图1所示。

2）焦炉气制液化天然气（LNG）的示意流程图如图2所示。

本公司
和西南
化工研
究设计
院共同
开发出
利用焦炉气合成天然气的新技术，拥有焦炉气合成天然气甲烷化反应工艺技术的
国家申请专利。该技术工艺过程主要有焦炉气净化、甲烷化、分离、加压、深
冷液化等几个部分。
本公司针对焦炉煤气的杂质组成进行了充分研究,开发了一种焦炉煤气杂质
净化的全干法TSA净化工艺，采用专用净化吸附剂，提出的“焦炉煤气干法净化
变温吸附工艺”发明专利，结合焦炉气中有机硫含量，采用相应的脱硫技术可使
焦炉气经净化后总硫达到0.1ppm满足甲烷化转化的要求。采用“焦炉气干法净
化变温吸附工艺”对焦炉气进行净化处理的装置有多套工业装置。典型的运用实
例有山西三维等多家焦化企业。这些项目均采用了天科股份的焦炉气净化工艺，
取得了良好效果，实践证实该技术是可靠的。

2.对甲烷化工艺和技术的分析研究和开发
（1）基础研究和工业化放大
焦炉气制天然气的反应核心是CO、CO2加氢的甲烷化反应，净化后的焦炉气中
的CO、CO2含量大多在7～11%，通过甲烷化反应可将CO、CO2降低到一
定的程度，并分离掉多余的氢，可以进一步根据需要，分别通过加压制得压缩天
然气（CNG）或深冷液化分离得到液化天然气（LNG）。西南化工研究设计院
自2006年以来，针对焦炉气不同的的组成，在甲烷化催化剂和一定的操作条件
进行了实验。模式装置放大的基础上，2009年又进行中试，整个甲烷化反应过
程表明CO和CO2的甲烷化转化都达到了相当高的转化率，证实了所选用的催
化剂在该操作条件下的适用性，其结果达到了理想的效果，该技术2010年通过
了四川省科技厅组织的科学鉴定和中国化工昊华集团的评定。天科股份下属的工
程公司具有对研究成果开发放大，将科研成果转化为生产力的丰富的经验和能力，
在该项技术中试基础上完成全过程流程模拟计算等，具备了工业化装置建设的条
件。现已完成山西、山东、河北、贵州等省多个焦炉气制天然气项目的可行性研
究报告，个别项目已全面开展工程设计。工程公司多年来成功将西南化工研究设
计院及国内其他科研院所的科研成果例如PSA分离、二甲醚、甲醇、聚苯硫醚、
甲醇裂解制氢、粗苯精制技术等几十项科研成果成功推向市场，其成果在市场上
占有率较高。
（2）甲烷化催化剂的成果
甲烷化催化剂具有如下特点：
（a）甲烷化反应温度为250℃～600℃；（b）高温下不易结碳；
（c）活性高，使用寿命长；（d）耐热性能好，高温下强度好；
（3）甲烷化工艺的优势
A替脱碳装置。由于制取液化天然气（LNG）进行的低温分离必须把CO2脱至
100×10－6，压缩天然气（CNG）的国家标准CO2小于3％。而通过甲烷化工
艺可以达到上述要求，不需另加脱碳装置。
B可以提高CH4产量。由于甲烷化把CO、CO2变成了CH4，可增加CH4的
含量约1/3。
C可使分离过程简化。焦炉气中有H2、CO、CO2、N2、CH4、CnHm等成分，
甲烷化后仅剩H2、CH4、N2三个成分，可使分离过程简化、分离效率提高。
D可使处理气量大大减少。增加了甲烷含量及使分离过程简化、分离效率提高，
生产同样的甲烷其处理气量仅为非甲烷化流程的一半甚至更低，减少了能耗。
（4）甲烷化过程的气体能量损失分析
人们认为甲烷化过程能量损失很大，其实对焦炉气甲烷化来讲，其能量损失很小。
主要因为焦炉气中需甲烷化的CO、CO2仅占10％左右。大部分气体没有甲烷
化。根据焦炉气的具体成分和甲烷化反应可计算出CO和CO2在甲烷化后损失
的能量占焦炉气热值的4.62％，损失的能量还可以产生蒸汽的形式回收大部分。
由此可见甲烷化过程的气体能量损失是可以忽略的。
3焦炉气制LNG装置开发规模和产品指标：
装置规模：LNG产量3000～40000Nm3/h
LNG产品符合以下质量指标：
CH4≥98%(vol)
N2≤-2%(vol)1
不含硫、不含水和CO2
副产品富氢气可利用PSA工艺进一步提取纯氢，作为化工原料，也可以送焦化
厂回用。