50000 Nm3/h焦炉煤气制LNG工程方案
1 工程概况
1.1 原料气供给量及组成
焦炉煤气供给量为50000Nm3/h，压力为0.02MPa，温度为40度，组成如下：
焦炉煤气组成表
1.2 设计内容
本项目新建循环水站、冷水站、配电室、控制室、消防水站、动力站（仪表空气和制氮装置）等辅助设备。
本项目不考虑办公楼、食堂等福利设备。
本项目不考虑锅炉房，蒸汽、脱盐水外购。
2生产规模和产品方案
2.1 生产规模和产品方案
根据原料气组成，组合甲方要求，确定本项目生产规模和产品方案。
本项目年生产约1.57亿Nm3液化天然气（简称LNG）（19635N m3/h）和0.63亿Nm3氢气（7882Nm3/h），年处理4亿Nm3焦炉煤气（50000Nm3/h）。LNG甲烷含量大于98% vol，产品质量符合《车用压缩天然气》要求；氢气纯度大于99.9% vol。
2.2 生产班制和年运行时间
装置为连续运行，年操作时间为8000 h。
工作班制为四班三运转。
3 工艺技术方案比选
根据焦炉煤气组成、杂质含量，结合产品方案，遵循工艺技术先进性、可靠性、安全性、经济型等原则，确定本装置的工艺技术方案。
焦炉煤气是焦炭生产过程的副产物，其主要成分为H2、CH4、CO、CO2、N2等，其杂质有焦油、萘、苯、硫化氢、有机硫等。焦炉煤气中H2、CO和O2在一定条件下可以合成甲烷，但焦炉煤气中的杂质对甲烷合成催化剂有很大的影响，故本项目要先对焦炉煤气进行净化处理，以满足甲烷合成的需要。焦炉煤气甲烷合成后，氢还有约30%的富裕量，故本项目提纯氢气，以提高项目附加值。本项目生产工艺装置包括原料气储存、压缩工段、脱
硫工段、合成工段、提氢工段、合成工段、液化工段、LNG储罐及装车站。工艺技术方案比选如下：
3.1原料气储存
气柜在燃气工程中主要起调峰作用，在化工生产中有稳压、缓冲、调压、混合作用，同时还可以起到事故、检修时的储备。储气柜分高压储气柜和低压储气柜，低压储气柜又分为湿式气柜和干式气柜。
高压储气柜具有占地少、耗材少，在加压制气时可以直接输送的特点。但属于压力容器，制作精度高，施工难度大，运行管理费用高的特点。
湿式气柜制作容易，操作维护方便，气柜本身安全，造价和运行费用低。但占地面积大，使用寿命短，寒冷地区要有防冻措施等缺点。
干式气柜的高径比较湿式大，占地面积小，荷重轻，基础小，土建费用相对节省，使用寿命为湿式的二倍以上，无需防冻等优点，适用于大型储量的气柜。但一次投资大，制作精度高，操作管理严格。
本项目拟选用一台湿式储气柜，公称容积为50000m3，储存时间为60分钟。
3.2 压缩工段
压缩工段是将原料焦炉煤气加压，以满足焦炉煤气净化、合成、液化等工段的工艺要求。本项目拟采用螺杆压缩机和往复压缩机相结合，原料焦炉煤气含杂质较多，首先经螺杆压缩机加压至0.41MPaG进行脱油脱、脱粗硫；然后经往复压缩机加压至2.8MPaG送至脱硫工段。提氢后的气体，压力降低，经压缩机增压后送至液化工段。
3.3 脱硫工段
脱硫采用干法脱硫工艺，首先进过粗脱硫，将焦炉煤气中的大部分无机硫脱除；其次经预加氢、一加氢转化器将焦炉煤气中大部分有机硫转化为无机硫，并经中温铁锰脱硫剂将无机硫脱除；再次经过二加氢转化器将焦炉煤气中残余的有机硫转化为无机硫，并经中温氧化锌脱硫剂将焦炉煤气中的无机硫脱除，最终使焦炉煤气中总硫含量低于0.1ppm。
3.4 合成工段
甲烷合成工艺采用多段反应器串并联优化组合形式，以及冷凝液循环的甲烷合成工艺，即能高效利用合成反应放出的热量产生高品位的蒸汽，又使焦炉煤气中CO和CO2合成甲烷反应更完全，可以直接进入液化工段，实现最小的循环和无循环操作。甲烷合成催化剂采用新奥集团自主研发的中温和高温甲烷合成催化剂。
3.5 提氢工段
甲烷合成后的气体组成为甲烷、氢气、氮气等。分离甲烷、氢气的方法主要有：变压吸附分离、膜分离、深冷液化分离等。
变压吸附法是利用气体混合物各组分在固体吸附剂上吸附能力的不同来进行的。其原理是基于压力和循环条件在加压时完成气体混合物的分离，在低压时完成吸附剂的再生，用部分产品气为脱附冲洗气。吸附过程是在压力下进行的，再生冲洗一般在常压下进行。通常是两个塔切换运行。变压吸附具有设备简单、脱附时间短、操作方便、纯度高等优点。缺点是甲烷气一侧压力为常压，进入下一工段还要增压；氢气侧带压，作为燃料燃烧还需减压，因此增加动力消耗。
膜分离法工作原理是两种或两种以上的气体混合物通过高分子膜时，由于各种气体在膜中的溶解度和扩散系数的不同，导致不同气体在膜中相对渗透速率有差异。在驱动力——膜两侧压力差作用下，渗透速率相对快的气体，如水蒸汽、氢气、二氧化碳等优先透过膜而被富集；而渗透速率相对慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳等气体则在膜的滞留侧被富集，从而达到混合气体分离之目的。优点是设备简单、操作方便、氢气侧为常压、甲烷气一侧压降小，从而节省动力。缺点是氢气纯度能达到90—95%，如果纯度到99%以上，成本高。
混合气直接深冷液化法是将甲烷合成生成气直接进入LNG装置，使甲烷直接液化与氢气、氮气分离，这种方法省去了甲烷与氢初步分离装置，投资略少，甲烷分离的纯度较高，但甲烷气损失量高、氢气纯度低。
结合本项目产品方案，综合考虑工艺要求、一次性投资、运行费用等因素，你选PSA 提氢装置，以得到高纯度氢气，然后送至液化工段获得LNG。
3.6 液化工段
液化工段拟采用混合制冷液化工艺和低温精馏分离工艺，将合成天然气中氢气和氮气分离，以满足LNG中甲烷含量的要求。
3.7 产品储运
LNG储运有以下几种形式：小型真空粉末绝热储罐、粉末堆积绝热子母罐、粉末堆积绝热常压罐、低温双层球罐。
考虑设备制造和生产维护，本项目拟选用低温双层粉末堆积绝热常压罐。选用公称容积为4500m3常压低温双层粉末堆积绝热常压罐，储运时间约为9天。
储罐采用地上式单容罐结构（内、外罐结构）。内罐为储存LNG的立式罐，外罐为用低合金压力容器钢板制造的自支撑拱顶结构的立式圆筒形储罐。外罐与内罐之间的夹层空间为绝热层，绝热层采用普通堆积绝热的方式，填充膨胀珠光砂加氮气，使储罐达到低温绝热
的目的，以便储运LNG。
装车站采用外置低温泵，将LNG储罐中的液化天然气装车外运。外置低温泵与内置低温泵相比，泵与储罐分离保证了泵的稳定运行、提高了泵的可靠性及效率，检修方便易于维护，并节约投资。
4 工艺流程简述
4.1 原料气储运
由界外总来的原料气经水封槽进入气柜储存缓冲，气柜出口气经水封槽送出界外。
4.2 压缩工段
由气柜来的混合煤气经螺杆压缩机加压至0.41MPa，依次进入脱油脱萘塔、粗脱硫塔，脱油脱萘塔将混合煤气中的焦油、萘及苯系物等杂质脱除，粗脱硫塔将焦炉煤气中的无机硫脱除，粗脱萘塔出口气体进入合成气压缩机加压至2.8MPa，送往脱硫工段。
4.3 脱硫工段
来自压缩工段的焦炉煤气温度40℃，压力2.8MPa，首先进入两台串并联滤油器，除去混合煤气中的微量的油，经升温炉加热后进入一级加氢转化器，在催化剂的作用下，焦炉气中的不饱和烃、有机硫化合物（COS、硫醚、硫醇等）、氧等与氢气发生反应，焦炉气中的不饱和烃转化为饱和烃、有机硫转化为易于脱除的H2S，经一级加氢转化器后将有机硫转化为无机硫。一级加氢转化器出来的气体进入中温脱硫槽，无机硫被吸收。中温脱硫槽中出来的焦炉气任然不能满足甲烷合成催化剂对硫含量的要求，需要对其进一步加氢、精脱硫处理。焦炉气进入二级加氢转化器，在催化剂作用下进一步加氢转化，有机硫的转化率≥99%，几乎完全转化为无机硫。二级加氢出口的焦炉煤气通过氧化锌脱硫槽将H2S。最终出氧化锌脱硫槽的焦炉气中总硫量为0.1ppm以下，送往合成工段。
4.4 合成工段
来自脱硫工段的焦炉气首先进入起保护作用的精脱硫塔，精脱硫塔出来的气体按一定比例分为两部分，分别进入一级反应器和二级反应器。进入一级反应器的焦炉气进入增湿塔进行增湿降温，控制一定的加水量，进入一级反应器在此进行甲烷合成反应，使一级反应器出口温度控制在一定范围内。
一级反应器出口气体经过一级废锅回收热量后与另一部分焦炉气混合进入二级反应器。二级反应器出口气体经过二级废锅降温后进入三级反应器的上段，其出口气CO含量几乎为零，CO2含量为30 ppm。随后经段间废锅进入三级反应器的下段，其出口气CO2含量约为3 ppm。
三级反应器出口合成气依次经过凝液预热器、除氧水预热器、LNG预冷水换热器、冷却器，合成气出口温度至40 ℃送至提氢工段。
4.5 提氢工段
变压吸附分离过程由两部分组成，即PSA1和PSA2。每个过程是相同的，吸附器在不同时间依次经历吸附（A）、多级均降（EID）、逆放（D）、抽空（V）、多级均升（EIR）、终充（FR）。PSA单元由12台吸附器和一系列程序控制阀门构成的变压吸附系统构成。PSA2单元由10台吸附器和一系列程序控制阀门构成的变压吸附系统构成。
合成工段送来的SNG（1.8 MPa，40 ℃）进入PSA提氢装置，经气液分离器进入PSA1单元的入口端，出口端得到的吸附废气送入PSA2单元作为原料气。被吸附的组分通过逆放、抽空解吸，高压侧的氢气进入储罐储存；低压侧的甲烷浓度较高的气体送到液化工段。
4.6 液化工段
从提氢工段来的提氢后的气体经压缩机加压至1.8 MPa进入预冷器冷却，进入分水罐分离水后进入PTSA变温变压脱水装置，将SNG中的水和CO2脱除至1 ppm以下，出PTSA 后经过粉尘过滤器过滤粉尘，进入冷箱液化。
天然气液化所需冷量由一套混合制冷剂循环系统提供。混合制冷剂由甲烷、乙烯、丙烷和氮气等组成，利用各组分沸点的不同在各换热器内冷凝并过冷经J-T阀减压进入反流制冷剂中依次冷却不同温区的原料天然气和正流制冷剂，反流制冷剂被复热后出冷箱进入混合制冷剂压缩机循环压缩。
SNG进入冷箱中的主换热器降温后进入低压精馏塔底部，经换热器继续降温后进入高压精馏塔，在高压精馏塔中将SNG中绝大部分氢气和少量氮气从塔顶分离出去，此鼓气称为富氢气，从高压精馏塔顶部出来的富氢气经过冷换热器、冷箱复热，出冷箱，返回PTSA 装置，作为脱水塔的在生气。
富氢气首先经过脱水装置中处于冷吹过程的吸附塔，再进入在生气加热升温，然后经过脱水装置中处于热吹过程的吸附塔，出吸附塔后送入在生气冷却器降温到40 ℃，经过脱水分液罐分液后从顶部分离出的富氢气体出界区，作为导热油炉的燃料气。
高温精馏塔底部的液体经过节流阀减压到0.41 MPa进入低压精馏塔中部，低压精馏塔顶部分离出来的富氢气体经过换热器、冷箱复热后经放空系统排放。低压精馏塔底部出来的液体返回到冷箱过冷到-155 ℃后进入换热器，继续过冷到-163 ℃后出冷箱，然后送至LNG 储罐。
氮气制冷循环：从氮气储罐送来的合格氮气，在氮气循环压缩机入口处补充入氮气制冷
循环系统，在氮气压缩机、冷箱、低压精馏塔、高压精馏塔之间连续循环，为高、低压精馏塔塔顶预冷器提供冷量。
混合制冷剂循环：从外界区送入的合格的五种制冷剂（氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷）按照设计要求比例补充入混合制冷剂制冷循环，混合制冷剂连续在制冷剂压缩机、冷箱、换热器之间循环流动，为SNG 、氮气提供冷量，不断地将热量带出系统，由循环水带出装置。 4.7 产品储运
来自液化工段的LHG 送入LNG 储罐存储。储罐内的LNG 经LNG 装车泵送至装车站装车外送。
5 工艺物料平衡图
注：焦炉煤气50000 Nm 3/h ，其中1500 Nm 3/h 焦炉煤气为升温炉、导热油炉燃料
6 主要技术经济指标比较
焦炉煤气净化工艺流程的选择 (2011-01-24 13:14:42) 标签： 分类：焦化类 煤化工 杂谈 笑看人生 摘要：本文对我国煤气净化工艺的发展进行了回顾，提出了我国焦炉煤气净化工艺发展的方向以及选择工艺流程的原则。并推荐采用的焦炉煤气净化工艺流程以及各单元中应采用的行之有效的环保、节能技术。 1 焦炉煤气净化工艺的历史回顾 我国焦炉煤气净化发展是与炼焦工业的发展紧密相连的。建国以前，我国焦化工业几乎是一片空白。建国以来，随着炼焦工业的发展，煤气净化工艺从无到有，蓬勃发展，技术水平和装备水平得到了不断提高。概括起来，大体上经历了三个阶段。第一个阶段是从20世纪50年代末到60年代中期，我国焦化厂的焦炉煤气净化工艺主要是以50年代从原苏联引进的工艺为基础、消化翻板饱和器法生产硫铵的老流程，以当时的武钢焦化厂、包钢焦化厂、鞍钢化工总厂、太钢焦化厂、马钢焦化厂等一批大型厂为代表。但该工艺存在流程陈旧、能耗高、环保措施不健全、装备水平低等问题。主要表现在初冷采用立管冷却器，冷却效率低；硫铵装置设备庞大，煤气阻力大，产品质量差，设备腐蚀严重；没有配套建设脱硫装置，终冷系统不能闭路，对大气和水体污染严重；在粗苯蒸馏系统采用蒸汽法，不但耗用大量蒸汽，产品质量也得不到保证。第二阶段是从60年代中期至70年代末期，随着我国自行设计的58型焦炉不断推广及炭化室高5.5米焦炉的诞生，对煤气净化工艺开展了与石油、化工行业找差距进行技术革新的阶段。在广大技术人员的努力下，在此期间我们将初冷流程改为二段冷却；开发了多种油洗萘代替终冷水洗萘；研制成功了终冷水脱氰生产黄血盐，解决了终冷水的污
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e512322192.html, 焦炉煤气净化工艺的有关思考 作者：郭晓林 来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第07期 摘要：焦炉煤气装置主要包括煤气脱苯、煤气脱硫、煤气脱氮等几个环节，不同工序具 有不同的施工工艺。在全球环保法规日益严格的背景下，以往煤气净化技术弊端逐渐凸显。而焦炉煤气中含有的HCN、H2S及其他燃烧后废料对大气也造成了严重的影响。因此本文根据现阶段焦炉煤气净化主要工序特点，对焦炉煤气净化工艺进行了优化分析，以便为焦化工业的可持续发展提供有效地借鉴。 关键词：煤炉；煤气；净化 某焦化厂主要包括4座4.2m焦炉、1座6.2m焦炉，其设计煤气处理能力为 125000Nm3/h。随着该焦化企业生产规模拓展，在2017年建成投产后，年度设计生产能力由 以往的210万t焦炭上升到300万t焦炭，同时焦炉煤气总发生量也由以往的120000Nm3/h上升到150000Nm3/h。这种情况下，实际生产系统指标就出现不匹配风险。本文对该焦化企业焦炉煤气净化工艺进行了优化分析。 1 焦炉煤气净化工艺主要工序 ①焦炉煤气脱氮：在焦炉干馏环节，大多数氮可转化为以氨根离子为基础的含氮化合物，在煤气粗提取环节也存在6-8g/m3的氮。由于氨具有腐蚀性质，因此在实际处理过程中，需要采用氨水焦油分离装置将其分层分离。 ②焦炉煤气脱苯：焦炉中煤气脱苯主要依据理论脱苯标准，依次通过冷冻、吸附、洗涤等工序进行处理。在焦化工业生产过程中，依据焦油来源共分为石油洗油洗苯、焦油洗油洗苯两种类型。在粗焦油加工系统的大规模焦化企业，大多选择自产焦油洗油洗涤模式。 ③焦炉煤气脱硫：在焦炉煤气中存在着少量的硫化氢及氰化氢气体。现阶段我国煤气脱硫方式主要包括干式氧化、湿式吸收、湿式氧化等几种类型。其中干式氧化主要采用氧化铁箱法，整体使用较普遍。 2 焦炉煤气净化工艺的改进 2.1 环保技术 焦炉煤气净化工艺根据净煤气质量指标及焦化产业市场标准，具有不同的工艺流程。而系统工艺改进则是通过物料流、能源流、信息流、资金流等各个环节设计控制及优化组织，结合环保技术的合理应用，实现过程分析优化。
焦炉煤气制液化天然气工艺知识简介 一、常见燃料气体英文缩写： NG:是指天然气。 SNG ：是指替代天然气。 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 的基本性质： LNG 是常压下气态的天然气通过冷却至-162℃，使之凝结成液体，其体积缩小到气态时的1/625，其熔点-182℃，闪点-188℃，沸点-161.5℃，相对密度0.43t/m 3，引燃温度538℃，爆炸极限5.3—15%。 三、焦炉煤气制合成天然气原理 由于焦炉煤气中CO 和CO 2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H 2，所以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) 焦炉煤气中还有少量O 2，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升高到650℃左右。这不仅使催化剂由于多碳烃裂解而结碳，还可能容易使不耐高温的甲烷化催化剂烧结而失活。 222O 2H 2H O H= -241.99kJ/mol (3)=?＋
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。然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。 S≤精脱苯、萘、焦油的焦炉煤气进入粗脱硫罐，使焦炉煤气中的H 2 1mg/Nm3，然后进入预加氢反应器、一级加氢转化反应器、氧化锌精脱硫塔、二 等有级加氢转化反应器和氧化锌精脱硫，对焦炉气中的硫醇、硫醚、COS、CS 2 机硫及无机硫H S进行精脱硫，使焦炉煤气中的总硫含量小于0.1ppm。 2 净化后的焦炉煤气进入甲烷化反应器，一氧化碳和二氧化碳通过与氢气反应基本上全部转化为甲烷。甲烷化后的焦炉气含甲烷量在65%左右，称为富甲烷气。富甲烷气经过过滤器进脱水装置进行脱水，然后依次经过脱汞单位、过滤单元进换热器，出换热器后进精馏塔从塔顶脱除氮气和氢气，塔底获得的LNG产品再次经换热器过冷后送到LNG贮罐常压储存。其基本工艺线路如下： 管道天然气制液化天然气已是相当成熟的工艺，而焦炉煤气制LNG由于与管道天然气制LNG原料气成分具有一定的区别，在焦炉气制LNG工艺中最关键
焦化生产工艺流程 焦化生产 炼焦生产是以一定特性的洗精煤为原料，在焦炉中密闭高温干馏，使之分解炭化生产出焦炭和焦炉煤气，再通过各种化工单元，对焦炉煤气进行净化，并回收其中的焦油、硫铵、粗苯、硫磺等化工产品。 一、备煤车间 1、概述 备煤主要由煤场、受煤坑及转运站、粉碎机室及高架栈桥等设施组成。用以完成煤场内煤的配合、堆放、上料、粉碎等任务，最终得到按一定比例配合好的炼焦煤，运送到焦炉煤塔中备用。本工程备煤系统采用两级粉碎的工艺方案。备煤系统能力是按年产90万吨的捣固焦炉生产能力而配套设计的。备料、粉碎及配煤能力为360t/h。 2、工艺流程 进厂的洗精煤按不同煤种卸在各自的堆场、分类堆存。贮煤塔需要供煤时，精煤堆场的各种煤分别由装载机将煤送入各自受煤坑内的受煤漏斗，受煤坑下部设有可调容积式给料机将煤送入破碎机，可调容积式给料机控制各种煤量大小，通过控制给煤速度达到精确配煤目的。此工艺既提高了配煤效果，又降低了投资。 粘结性差的本地煤和晋城无烟煤通过受煤坑、可调容积式给料机进入PFCK 可逆反击锤式破碎机粉碎至小于1mm粒度达到75%以上。粉碎后的弱粘结煤再与未经破碎的焦煤共同进入PFJ反击式破碎机再次破碎并混合，将其中的焦煤粉碎至3mm以下。完成粉碎、混合、粉碎三个过程的配合煤最后由带式输送机将煤运至贮煤塔，供焦炉炼焦使用。 备煤工艺的关键在于将粘结差的本地煤和无烟煤由PFCK可逆反击锤式破碎机进行高细度破碎后再与未经粉碎的焦煤共同进入粗粒度的PFJ反击式破碎机进行粉碎。如此设计的目的是使弱粘结煤的粒度小于主焦煤的粒度，粉碎并混合后，不同粒度的煤料能够形成更合理的颗粒级配，提高煤料的堆密度，并使主焦煤与弱粘结煤或不粘结煤能够项目包裹，从而达到更好的捣固和结焦效果。该技术是实现大量采用当地廉价的非炼焦煤生产优质冶金焦炭的关键之一。
焦炉煤气净化技术现状 在2004年国家公布的《焦化准入条件》中，明确规定新建或改造焦炉要同步配套建设煤气净化设施。至2006年底，经国家发改委核准的厂家仅108家，这些家的产能之合仅占当年焦炭总产能的30％左右。还有大量企业未被核准，其主要原因之一就是煤气净化设施配套不完善。煤气净化设施主要包括冷凝鼓风装置、脱硫脱氰装置、氨回收装置及苯回收装置。所谓配套不完善，是指缺某个或某些装置，特别是缺脱硫脱氰装置。 主流工艺技术 我国焦炉煤气净化工艺通过不断引进国外先进技术和创新发展，已经步入世界先进行列；煤气净化工艺已基本涵盖了当今世界上较为先进的各种工艺流程。目前，年产焦炭100万t以上的大型焦化厂全部设有煤气净化系统，对来自炼焦炉的荒煤气进行净化处理，脱除其中的硫化氢、氰化氢、氨、焦油及萘等各种杂质，使之达到国家或行业标准，供给工业或民用用户使用；同时，对化工副产品进行回收利用。 煤气净化工艺采用的主要技术包括：焦炉煤气的冷凝冷却及排送、焦油氨水分离、焦油、萘、硫化氢、氰化氢、氨等杂质的脱除以及粗苯的回收等。 焦炉煤气的冷凝冷却 焦炉煤气的冷凝冷却，即初步冷却，普遍采用了高效横管间冷工艺。其特点是：煤气冷却效率高，除萘效果好；当煤气温度冷却至20～22℃，煤气出口含萘可降至0.5g/m3，不需另设脱萘装置即可满足后续工艺操作需要。
高效横管间冷工艺通常分为二段式或三段式初冷工艺。当上段采用循环冷却水，下段采用低温冷却水对煤气进行冷却时，称为二段式初冷工艺。为回收利用荒煤气的余热，通常在初冷器上部设置余热回收段，即构成三段初冷工艺。采用三段初冷工艺，回收的热量用作冬季采暖或其它工艺装置所需的热源，不仅可以回收利用荒煤气的余热，同时也可节省大量循环冷却水，节能效果显著，应大力倡导采用。 除上述普遍采用的横管间冷工艺外，焦炉煤气的冷凝冷却也可采取先间冷，后直冷的“间直冷工艺”对焦炉煤气进行冷却。间直冷工艺的优点在于煤气在通过直冷塔冷却的同时，可对煤气中夹带的煤粉进行洗涤、净化，使去后续装置的煤气更加洁净；缺点是工艺流程较长，运行费用高，脱萘效果差，一般需单独设置后续脱萘装置。 焦炉煤气的排送 焦炉煤气的排送由煤气鼓风机完成。从焦炉来的荒煤气经初冷工艺冷凝冷却后，通常经电捕焦油器（当电捕设在负压侧）进入煤气鼓风机，由煤气鼓风机加压后，送至后续装置。 目前，国内焦化厂煤气鼓风机较多采用电动离心式煤气鼓风机，其流量调节通常采用液力偶合器调速、电机变频调速或鼓风机前导向技术完成上述三种煤气鼓风机流量调节技术均可根据煤气输送负荷的变化，对煤气流量进行自动调节、降低鼓风机的电能消耗、降低运行费用；其中，变频技术由于技术成熟，节能效果显著，在工业生产中应用广泛，因此值得广泛采用。 除电动煤气鼓风机外，蒸汽透平驱动的煤气鼓风机在国内外煤气排送工艺中也常采用。由于同电动鼓风机相比，汽动鼓风机具有能源利用率更高，更加节能
徐州东兴能源有限公司 焦 炉 煤 气 制 L N G 流 程 简 述
焦炉煤气制 LNG流程简述 焦化厂送来的焦炉煤气经过二期煤气管道CG0000-1200- BIF4然后通过偏心紧急切断阀XV11101和紧急停车疏散阀XSV11101及XV11102，（阀前设有氧含量自动分析仪AT11101、温度TE11101、压力指示PG11151、PT11101、取样AP11111）CG1101-1200-BIF4管道上（有N1102-65-B2F1氮气置换管线）进入焦炉气预处理1100#工序，工序有脱油脱萘器T1101A、B、C（每台脱油脱萘塔配有LS1103A、B、C-80蒸汽热煮管线及下部加热器用蒸汽管线LS1102A、B、C-32- B2F4-1-H及疏水管线SC1102A、B、C-32-B2F4-P和N1101-65-B2F1氮气置换管线和放空管线VT1101A、B、C-100-B2F4-1和放空气总管VT1101-150-B2F4-1阻燃器SP11101，以利于置换和热煮）,经总管CG1101-1200-BIF4来的焦炉煤气分别通过CG1102A、B、C-900- BIF4支管和手动蝶阀后进入脱油脱萘器T1101A、B、C被焦炭吸收焦油和萘后、从上部通过CG1103A、B、C-900-BIF4支管和手动蝶阀后汇入总管CG1104-1200-B1F4去1200#焦炉气气柜工序1100#进出口设有测温测压设施和排污收集隔油池X1101。从预处理出来的焦炉煤气通过CG1201-1200-B1F4然后通过两个支管CG1202-800-B1F4 和CG1203-800-B1F4进入30000M3气柜缓冲储存和进一步除尘净化后由出口支管CG1204-800-B1F4 CG1205-800-B1F4汇入总管CG1206-1200-B1F4送到1300#焦炉煤气湿法脱硫工序。气柜进出口管道设有放空管线VT1201-150-B1F4和VT1204-150-B1F4,并设有蒸
焦化厂生产工艺流程及说明
焦化生产工艺及部分焦化专用阀门 焦化厂主要生产车间：备煤车间、炼焦车间、煤气净化车间及其公辅设施等，各车间主要生产设施如下表所示： 3、炼焦的重要意义 由高温炼焦得到的焦炭可供高炉冶炼、铸造、气化和化工等工业部门作为燃料和原料；炼焦过程中得到的干馏煤气经回收、精制可得到各种芳香烃和杂环混合物，供合成纤维、医药、染料、涂料和国防等工业做原料；经净化后的焦炉煤气既是高热值燃料，也是合成氨、合成燃料和一系列有机合成工业的原料。因此，高温炼焦不仅是煤综合利用的重要途径，也是冶金工业的重要组成成分。 政策性风险煤炭是我国最重要的能源之一,在国民经济运行中处于举足轻重的地位,焦化行业属于国家重点扶持的行业。为建立大型钢铁循环结构，在钢铁的重要生产基地和炼焦煤生产基地建设并经营现代化大型焦化厂符合我国产业政策和经济结构调整方向,也是焦化工业发展的一个前景。 五、原料煤的准备 备煤车间的生产任务是给炼焦车间提供数量充足、质量合乎要求的配合煤。其工艺流程为：原料煤→受煤坑→煤场→斗槽→配煤盘→粉碎机→煤塔。
1、煤的接收与储存 原料煤一般以汽车火车的方式从各地运输过来，邯钢焦化厂的原料煤主要来自邢台的康庄、官庄，峰峰和山西等地。当汽车、火车到达后，与受煤坑定位后，用螺旋卸煤机把煤卸到料仓里，当送料小车开启料仓开口后，用皮带把煤料运到规定位置。注意：每个料仓一次只能盛放同一种类别的煤。 为了保证焦炉的连续生产和稳定焦炉煤的质量，应根据煤质的类别用堆取料机把运来的煤卸放在煤场的各规定位置。邯钢焦化厂的备煤车间用的气煤、肥煤、焦煤和瘦煤四种，按规定分别堆放在煤场的五个区。 2、煤原料的特性及配煤原则 ①气煤气煤的煤化程度比长焰煤高，煤的分子结构中侧链多且长，含氧量高。在热解过程中，不仅侧链从缩合芳环上断裂，而且侧链本身又在氧键处断裂，所以生成了较多的胶质体，但黏度小，流动性大，其热稳定性差，容易分解。在生成半焦时，分解出大量的挥发性气体，能够固化的部分较少。当半焦转化成焦炭时，收缩性大，产生了很多裂纹，大部分为纵裂纹，所以焦炭细长易碎。 在配煤中，气煤含量多，将使焦炭块度降低，强度低。但配以适当的气煤，可以增加焦炭的收缩性，便于推焦，又保护了炉体，同时可以得到较多的化学产品。由于中国气煤储存量大，为了合理的利用炼焦煤的资源，在炼焦时应尽量多配气煤。 ②肥煤肥煤的煤化程度比气煤高，属于中等变质程度的煤。从分子结构看，肥煤所含的侧链较多，但含氧量少，隔绝空气加热时能产生大量的相对分子质量较大的液态产物，因此，肥煤产生的胶质体数量最多，其最大胶质体厚度可达25mm以上，并具有良好的流动性，且热稳定性也好。肥煤胶质体生成温度为320℃，固化温度为460℃，处于胶质体状态的温度间隔为140℃。如果升温速度为3℃/min，胶质体的存在时间可达50min，因此决定了肥煤黏结性最强，是中国炼焦煤的基础煤种之一。由于挥发性高，半焦的热分解和热缩聚都比较剧烈，最终收缩量很大，所以生成焦炭的类问较多，又深又宽，且多以横裂纹出现，故易碎成小块，耐磨性差，高挥发性的肥煤炼出的焦炭的耐磨强度更差一些。肥煤单独炼焦时，由于胶质体数量多，又有一定的黏结性，膨胀性较大，导致推焦困难。 在配煤中，加入肥煤后，可起到提高黏结性的作用，所以肥煤是炼焦配煤中的重要组分，并为多配入黏结性较差的煤提供了条件。
论焦炉煤气生产代天然气的工艺方法 介绍了焦炉气生产代天然气的一种工艺方法,本工艺简单实用、易推广,并且具备一定的经济效益。 标签：焦炉气;代天然气;工艺方法 天然气是埋藏在地下的可燃气体,一般随着油气田的开发而开采出来。天然气主要成分是甲烷(CH4),甲烷占商品天然气的95%以上。随着西气东输工程的实施,天然气在很短的时间内得到普及,天然气的普及造成了天然气的短缺。西气东输二线、川气东送工程等都致力于解决我国东部地区天然气供应的矛盾。 代天然气(SNG)是通过合成、气体分离工艺生产的和天然气成分完全相同的气体。 焦炉煤气是炼焦行业最主要的副产品之一,每炼一吨焦炭,可以产生400-450立方米左右的焦炉煤气。 本工艺介绍一种用焦炉煤气生产代天然气(SNG)的方法。这种方法的推广使用,不仅能提高炼焦企业的效益,而且可以提供市场急需的产品。 1原理 天然气的主要成分是甲烷(CH4),商品天然气中甲烷含量一般在95%以上。焦炉煤气是多种气体的混合物。焦炉煤气的一般组成为(体积百分比):氢55-60%,甲烷23-27%,一氧化碳5-8%, C2以上不饱和烃2-4%,二氧化碳1.5-3%,氮3-7%,氧0.3-0.8%。 焦炉煤气中本身含有天然气的成分-甲烷,焦炉煤气中的一氧化碳、二氧化碳、氢气在一定条件下可以反应转化为甲烷,这为焦炉煤气生产代天然气提供了条件。 合成代天然气(SNG)是基于以下反应方程式: CO+3 H2=CH4+ H2O+205KJ/mol CO2+4H2=CH4+2H2O+163.8 KJ/mol 在适宜的温度和催化剂的作用下,以上反应会稳定进行,且合成反应放出大量的热。用焦炉煤气合成代天然气的过程就是焦炉煤气中CO、CO2和H2的合成过程。 合成后焦炉煤气中的甲烷浓度增加,一氧化碳、二氧化碳被除去。
焦炉煤气净化工艺流 程的选择
焦炉煤气净化工艺流程的选择 (2011-01-24 13:14:42) 分类：焦化类 标签： 煤化工 杂谈 笑看人生 摘要：本文对我国煤气净化工艺的发展进行了回顾，提出了我国焦炉煤气净化工艺发展的方向以及选择工艺流程的原则。并推荐采用的焦炉煤气净化工艺流程以及各单元中应采用的行之有效的环保、节能技术。 1 焦炉煤气净化工艺的历史回顾 我国焦炉煤气净化发展是与炼焦工业的发展紧密相连的。建国以前，我国焦化工业几乎是一片空白。建国以来，随着炼焦工业的发展，煤气净化工艺从无到有，蓬勃发展，技术水平和装备水平得到了不断提高。概括起来，大体上经历了三个阶段。第一个阶段是从20世纪50年代末到60年代中期，我国焦化厂的焦炉煤气净化工艺主要是以50年代从原苏联引进的工艺为基础、消化翻板饱和器法生产硫铵的老流程，以当时的武钢焦化厂、包钢焦化厂、鞍钢化工总厂、太钢焦化厂、马钢焦化厂等一批大型厂为代表。但该工艺存在流程陈旧、能耗高、环保措施不健全、装备水平低等问题。主要表现在初冷采用立管冷却器，冷却效率低；硫铵装置设备庞大，煤 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2
气阻力大，产品质量差，设备腐蚀严重；没有配套建设脱硫装置，终冷系统不能闭路，对大气和水体污染严重；在粗苯蒸馏系统采用蒸汽法，不但耗用大量蒸汽，产品质量也得不到保证。第二阶段是从60年代中期至70年代末期，随着我国自行设计的58型焦炉不断推广及炭化室高5.5米焦炉的诞生，对煤气净化工艺开展了与石油、化工行业找差距进行技术革新的阶段。在广大技术人员的努力下，在此期间我们将初冷流程改为二段冷却；开发了多种油洗萘代替终冷水洗萘；研制成功了终冷水脱氰生产黄血盐，解决了终冷水的污染问题；推广采用了溶剂脱酚和生物脱酚装置；以管式炉脱苯代替蒸汽脱苯，开发了双塔、单塔脱苯新工艺；在个别焦化厂设置了改良ADA脱硫装置（如：梅山焦化厂、北京焦化厂等）。除此之外，为了适应当时国内硫酸供应紧张的情况，开发和推广了一大批采用氨水流程的焦化厂（如：济钢、莱钢、邯钢、杭钢、安钢、攀钢等）。当时，我国生产浓氨水的厂家曾占了整个焦化厂总数的三分之一。但是，氨水流程也存在着设备腐蚀、堵塞严重、浓氨水产品质量低劣、产品滞销、开工率低等致命问题。 因此，虽然经过我国工程技术人员的不断努力，焦炉煤气净化工艺有了一些进展，而从环保、能耗、技术水平、工艺装备、产品质量等方面来看，仍然未能摆脱落后的局面。第三阶段从改革开放以来算起，随着宝钢工程的建设，我国6米大容积焦炉的诞生，焦化厂的规模不断扩大，以及通过与国外技术交流，联合设计、技术引进等方式，先后引进了各种规模、不同工艺的多套装置，我国工程技术人员基本上掌握了全负压煤气净化工艺、AS洗涤脱硫工艺、脱酸蒸氨工艺、氨分解硫回收工艺、无饱和器法硫铵工艺、FRC法和T－H法脱硫脱氰工艺、索尔菲班法脱硫工艺、真空空碳酸盐法脱硫工艺、冷法和热法弗萨姆无水氨工艺以及与之相配套的生产浓仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3
5万m3／h焦炉煤气生产车间工艺设计方案 1 绪论 1.1 概述 随着我国钢铁工业的发展，焦化行业进入到一个大发展时期。大量焦炉煤气的产生，为焦炉煤气的合理开发利用提出了新的课题。焦炉煤气的有效利用可产生巨大的经济效益，并且可避免环境污染和二次能源的浪费。与石油资源相比，我国的煤炭储量十分丰富，结合当前焦炭市场需求旺盛的局面，必将会产生大量的焦炉煤气。因此，我国未来每年焦炉煤气产量将十分可观。 是因为未经净化的煤气中含有大量的煤焦油、粗苯、氨、氮、萘、SO 等物质 2等温室气体。焦炉煤气的应用开发前景非常广阔，从焦炉煤气可提炼出的以及CO 2 数百种化工产品来看，其不但延长了炼焦综合利用的产业但是，焦炉煤气欲得到进一步利用，必须对其进行净化。未经净化的荒煤气不能得到利用，这链条经济道路，还可将低附加值的焦炉煤气转化为高附加值的产品。因此，对它必须进行深度净化综合利用，走可持续发展的循环[1]。 1.2 文献综述 1.2.1 焦炉煤气特点 焦炉煤气是指用几种烟煤配成炼焦用煤，在炼焦炉中经高温干馏后，在产出焦炭和焦油产品的同时所得到的可燃气体。炼焦过程析出的挥发性产物，从炭化室出来后成为粗煤气（又称为荒煤气），粗煤气中的有用物质在经过回收和净化之后便得到洁净焦炉煤气。焦炉煤气是炼焦时的副产品．煤在隔绝空气 )；当温下干镏，当温度小于350℃时，煤受热分解出水分和部分气态物(CO，CO 2 度在350℃～550℃时，煤受热析出大量的气体(甲烷占45%～55%，氢气占10%～20%) 当温度在550℃～700℃时，煤中的氢大量受热分解，气体中的氢气比例上升；当
温度超过700℃，煤气量减少．当温度升到950℃～l050℃时，焦炭成熟．煤气就是温度小于700℃以前煤受热分解出的气态物质。煤在干镏中还产生煤焦油．焦炭赴冶金，铸造，化工，电石等部门的燃料或原料。煤焦油中含有多种物质，苯、酚、甲酚等是医药、塑料、合成纤维等部门的重要化工原料，沥青是建筑行业的防水材料。煤气中古有大量的甲烷和氢气，每干馏一吨煤能产300 m3～350m3的煤气，每m3的煤气的热值相当于2.2kg的煤。煤气中还含有一部分氨气，氨气与硫酸反应能生成硫铵，与水接触可生成氨水。煤气中还含有很多有毒的物质，如硫化物、氰化物、酚类化合物、苯类化合物及萘。这些物质回收起来能成为化工原料，分散在煤气中则产生污染[2]。 1.2.2 焦炉煤气的组成及性质 焦炉气是混合物，其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，一般每吨干煤可生产焦炉气300m3～350m3（标准状态）。其主要成分为氢气（55%～ 以上不饱和60%）和甲烷（23%～27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%～8%）、C 2 烃（2%～4%）、二氧化碳（1.5%～3%)、氧气(0.3%～0.8%)、氮气(3%～7%)。其中氢 以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可气、甲烷、一氧化碳、C 2 燃组分。焦炉气属于中热值气，其热值为每标准立方米1719MJ，适合用做高温工业炉的燃料和城市煤气。焦炉气为有易爆性气体，空气中的爆炸极限为6%～30%；密度为0.4kg/m2～0.5kg/m2，运动粘度25×10-6m2/s。焦炉煤气是无色有臭味的气 S而有毒；焦炉煤气含氢多，燃烧速度快，火体；焦炉煤气因含有CO和少量的H 2 焰较短，着火温度为600℃～650℃[3]。 1.2.3 焦炉煤气净化的意义 焦炉煤气净化回收的炼焦化学产品在国民经济中占有重要的地位，炼焦化学工业是国民经济的一个重要部门，是钢铁联合企业重要组成部分之一，是煤炭的综合利用工业。 来自焦炉的荒煤气经冷却和用各种吸收剂处理后，可以提取出焦油、氨、萘、硫化氢、氰化氢及粗苯等化学产品，并得到净焦炉煤气。氨可用于制取硫酸铵和无水氨。煤气中所含氢可用于制造合成氨、合成甲醇、双氧水、环己烷等，合成氨可进一步制成尿素、硝酸铵和碳酸氢铵等化肥。煤气中所含乙烯可用于制取乙醇和二氯乙烷的原料。硫化氢是生产单质硫和元素硫的原料。氰化氢可用于制取黄血盐钠
焦炉气的生产与利用及工艺螺杆压缩机的 选择 焦炉煤气是几种烟煤配制成炼焦用煤、在炼焦过程中煤炭隔绝空气高温干馏出来的除焦炭和焦油产品的气体产物。正常生产的情况下，每炼1 t焦炭，消耗1.33 t煤炭，产生400～420 m3焦炉煤气，约一半的气体需炉助燃以维持焦炉炭化室的温度，剩余约一半的焦炉煤气可用于进一步的深加工。 在中国，每年副产焦炉煤气约为900亿m3,产生这些大量剩余焦炉煤气的主要有两类焦化厂：一是以生产焦碳为主的独立焦化企业厂，其生产的焦炉煤气不能供应城市用户，又没有合适的工业用户；二是目前供应城市煤气用户的焦化厂，在采用天然气取代焦炉煤气供应城市煤气用户后，焦炉煤气没有合适的用户[1]。 焦炉煤气中的可燃成分高达90%(体积分数)以上，净煤气的热值在16.7 MJ/m3以上，是很好的燃料。其主要成分组成如表1所示： 表1 焦炉煤气主要组成： 1.焦炉煤气的传统利用途径 焦炉煤气的利用途径有很多，传统的利用方式有用作燃料、发电、制甲醇、用于工业还原[2]，如图1所示： 图1 焦炉煤气的传统利用途径 Fig.1 The traditional utilization ways of Coke oven gas 焦炉煤气用作燃料时，与固体燃料相比，使用便捷、可以管道运输、传热效率高； 用于发电比较可行，主要有蒸汽轮机、燃气轮机和内燃机发电3种方式； 氢气是重要的清洁燃料和化工产品原料。焦炉煤气中氢气的体积分数含量超过50%,是一种重要的氢源。 由于国内甲醇产能过剩，利用焦炉煤气制作工业原料甲醇经经济效益并不乐观。故近年
来，焦炉煤气制天然气（管道天然气、压缩天然气CNG、液化天然气LNG）备受关注。该技术能量利用效率高，工艺流程简单，市场前景看好，正逐渐成为焦炉煤气综合利用具有较强竞争力的新领域之一。 在焦炉煤气制LNG及制氢新工艺中，螺杆压缩机是整个工序中第一个重要设备，下文以螺杆压缩机在焦炉煤气生产利用中的应用为例，阐述焦炉煤气制LNG及制氢新工艺特点。 2焦炉煤气制LNG工艺 天然气主要以甲烷（CH4）为主，液化天然气LNG是天然气经过预处理，脱除重质烃、硫化物、二氧化碳、水等杂质后，在常压下深冷到-162 ℃液化而成，其液态体积仅为气态体积的1/625，大大节约储运空间及运输成本，提高燃烧性能。焦炉煤气制LNG可采用甲烷化合成天然气或直接分离提纯甲烷两种技术路线。一般而言，甲烷化合成天然气更适合国内独立的焦化企业。 2.1甲烷化工艺路线 焦炉煤气中含有一定量的杂质，需要对其净化以满足工艺过程的要求，工艺生产装置包括压缩、脱硫、合成，液化四个阶段，总工艺流程如图2所示： 图2 甲烷化工艺流程 Fig. 2 The methanation process 2.1.1压缩工段 管道输送过来的焦炉煤气经气柜储存缓冲，经螺杆压缩机加压至0.4 Mpag左右送入脱油脱萘塔、粗脱硫塔对焦炉煤气进行初步净化，而后经往复机加压至2.8 Mpag左右送入脱硫工段对焦炉气进行精脱硫[3]。 国内对焦炉煤气制甲醇或制氢工艺流程中，传统的压缩设备几乎均采用活塞式压缩机。内蒙一能源有限责任公司建成了国内首套1.2亿m3/年焦炉煤气制LNG装置，该公司根据对制LNG工艺的掌握，根据介质气脏、带液等特点，在焦炉煤气的压缩问题方面，经多方论证后，采用了分步压缩方案，在低压工段采用了螺杆压缩机将介质气升压到0.4～0.45 Mpag，脱除了其中的杂质组分后，再用活塞式压缩机升压。采用螺杆压缩机压缩焦炉煤气的优点有几个方面：螺杆机结构简单、机组无故障运行时间长，能保证装置长周期安全稳定运行，适应介质气夹带杂质、带液工况，且不需要备机。与活塞压缩机相比较，不需要维修频繁堵塞的气阀（焦炉煤气中焦油、萘等杂质的含量很高，往复机需要经常停车以更换气阀内件），维修工作量几乎为零。传统的往复压缩机辅助设备相对较多，检修频率相对也高，若用于焦
鼓冷部分 一、工艺流程简介 从焦炉来的荒煤气、氨水、焦油首先在气液分离器进行气液分离，荒煤气从分离器上部引出进入初冷器；氨水焦油混合液则由分离器底部流出，进入机械化氨水澄清槽。 离开气液分离器的煤气由顶部自上而下通过初冷器，经上段循环水间接冷却，使煤气由78-85℃降温至38-40℃，再经下段制冷水间接冷却，使煤气进一步降温至20℃～22℃。 经初冷器冷却和洗萘的煤气仍含有5-10g/m3的焦油雾、煤气夹带着颗粒极小的焦油雾从下部进入电捕焦油器。经过电捕焦油器除去绝大部分焦油雾的煤气进入鼓风机，经加压后煤气被输送到硫铵工段。 由气液分离器来的氨水焦油混合液自流入机械化氨水澄清槽，在槽内经重力分离作用，上层为澄清的氨水，连续满流至循环氨水槽，经循环氨水泵加压后，送焦炉桥管处喷洒冷却荒煤气。中部为焦油，经焦油液位调节器连续压入焦油中间槽，用焦油泵送至焦油脱水槽，脱水合格后送至油库。焦油渣则沉淀于澄清槽底部，经链条刮板机连续刮出槽外并送至备煤。 3、初冷器操作 1）经常检查初冷器上下段的冷却负荷，及时调整循环水和制冷水进出口流量和温度，使之符合工艺要求。 2）经常检查初冷器前后煤气温度和煤气吸力，并控制符合工艺要求。 3）定时检查并清扫初冷上、下段排液管及水封槽，保持其排液畅通。 4）定期分析初冷器后煤气含萘，使之符合技术要求。 5）经常检查上、下段冷凝液循环泵的运转情况和循环槽液位、温度和上、下段冷凝液循环喷洒情况。 6）定期分析上、下段冷凝液含焦油量及含萘情况。 7）经常检查下段冷凝液循环槽连续补充轻焦油情况。 8）经常注意初冷器阻力，定期清扫初冷器。 4、特殊操作 1）初冷器的开工操作： （1）接到调度开工通知后，通知化产二期及焦炉，并检查相关的设备、仪表、管线、阀门等，使之处于良好的状态，做好开工准备工作。 （2）检查初冷器上、下段水封液位，并注满水。 （3）上、下段冷凝液循环槽注入冷凝液2/3。
焦炉煤气净化工艺流程的评述 时间：2012-1-10 | 点击：79 | 字体：大小 范守谦（鞍山焦化耐火材料设计研究院） 焦炉煤气净化工艺流程的选择，主要取决于脱氨和脱硫的方法。众所周知，在炼焦过程中，煤中约有30％的硫进入焦炉煤气，95％的硫以硫化氢的形式存在。焦炉煤气中一般含有硫化氢6～8g /m3 , 氰化氢 1. 5～2g/m'。若不事先脱除，就有50%的氰化氢和10％～40％的硫化氢进入氨、苯回收系统，加剧了设备的腐蚀，还会增加外排污水中的酚、氰含量。含有硫化氢和氰化氢的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2和NOx而污染大气。为了防止氨对煤气分配系统、煤气主 管以及煤气设备的腐蚀和堵塞，在煤气作为燃料使用之前必须将其脱除。20世纪70年代以前，由于焦炉煤气主要供冶金厂作工业燃料，因此，大部分焦化厂的煤气净化工艺都没有设置脱硫装置，而回收氨的装置几乎全采用半直接法饱和器生产硫铵流程。 随着国民经济的发展以及我国环保法规的不断完善和日益严格，在焦炉煤气净化工艺过程设置脱硫脱氰装置和改进脱氨工艺就势在必行。进入80年代以后，改革开放逐步深入，我国焦化行业和煤气行业相继从国外引进了多种煤气净化装置，国内科技人员在原有基础上也开发研制了新型脱硫工艺，大大推动了我国焦炉煤气净化工艺的发展。现将几种脱氨和脱硫方法作扼要介绍和论述。 1 氨的脱除 1.1 硫铵工艺 生产硫铵的工艺是焦炉煤气氨回收的传统方法，我国在20世纪60年代以前建 成的大中型焦化厂均采用半直接法饱和器生产硫铵，该工艺的主要缺点是设备腐蚀严重，硫铵质量差，煤气系统阻力大。随着宝钢一期工程的建设，我们引进了酸洗法生产硫铵工艺，该工艺由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。与饱和器法相比，由于将氨吸收和硫铵结晶操作分开，可获得优质大颗粒硫铵结晶。酸洗塔为空喷塔，煤气系统的阻力仅为饱和器法的1/4，可 大幅度降低煤气鼓风机的电耗。采用干燥冷却机将干燥后的硫铵进一步冷却，以防结块，有利于自动包装。我院开发的酸洗法工艺也已成功地用于天津煤气二厂。随着宣钢、北焦的建设，我们还引进了间接法饱和器生产硫铵工艺，该工艺是从酸性气体中回收氨，其产品质量要比饱和器法好，但因在较高温度（100℃左右）下操作，对设备和管道材质要求高，加之饱和器尺寸并不比半直接法小，因此投资高于半直接法。鞍钢二回收还从法国引进了喷淋式饱和器以代替半直接法的饱和器。喷淋式饱和器的特点是煤气系统阻力小，设备尺寸也相应减小，硫铵质量有所提高。但是，不管采用那种生产硫铵的工艺，从经济观点分析，其共同的致
焦炉煤气制液化天然气(LNG)项目工艺流 程 一、焦炉气预处理 从焦化厂来的焦炉气含有多种杂质组份，特别是苯和蔡的含量较高，约为3000 mg / Nm;和300mg / Nm，该组份将对下游的净化分离工序造成危害，需要进行脱除。 采用吸附法脱除苯、蔡和焦油。即在较低压力和温度下用吸附剂吸附苯、蔡和焦油等重质组份，之后在高温、低压下解吸再生，构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。这样，可以保护后续的催化剂，又避免了蔡在升压后结晶堵塞管道和冷却器等设备。 二、氢气提纯 当前工业上比较广泛应用的氢气分离技术有变压吸附和膜分离两种。 由于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，因此，进入70年代后，这项技术被广泛应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。变压吸附分离过程操作简单，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CH2,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。为了使得产品氢气具有较高的纯度，选用变压吸附技术进行氢气的提纯。 三、甲烷化反应 甲烷化反应是指气体CO和CO2在催化剂作用下，与氢气发生反应，生成甲烷的强放热化学反应。 甲烷化反应属于催化加氢反应。其反应方程为: 通常工业生成中的甲烷化反应有两种: 一种是用于合成氨及制氢装置中，在催化剂作用下将合成气中少量碳氧化物(一般CO + CO2<0. 7 %)与氢反应生成水和惰性的甲烷，以削除碳氧化物对后续工序催化剂的影响。 用于上述甲烷化反应的催化剂和工艺主要是用于脱除合成气中残留的少量碳氧化物(CO和CO2)，自1902年发明了用于催化甲烷化反应的镍基催化剂以来，化肥生产中用于甲烷化的催化剂和工艺绝大多数围绕这类催化剂进行研究。 另一种是人工合成天然气工艺中的甲烷化，其原料气中的碳氧化物((CO + CO2)浓度较高。
范守谦（鞍山焦化耐火材料设计研究院） 焦炉煤气净化工艺流程的选择，主要取决于脱氨和脱硫的方法。众所周知，在炼焦过程中，煤中约有30％的硫进入焦炉煤气，95％的硫以硫化氢的形式存在。焦炉煤气中一般含有硫化氢6～8g /m3 , 氰化氢1. 5～2g/m'。若不事先脱除，就有50%的氰化氢和10％～40％的硫化氢进入氨、苯回收系统，加剧了设备的腐蚀，还会增加外排污水中的酚、氰含量。含有硫化氢和氰化氢的煤气作为燃料燃烧时，会生成大量SO2 和NO x而污染大气。为了防止氨对煤气分配系统、煤气主管以及煤气设备的腐蚀和堵塞，在煤气作为燃料使用之前必须将其脱除。20世纪70年代以前，由于焦炉煤气主要供冶金厂作工业燃料，因此，大部分焦化厂的煤气净化工艺都没有设置脱硫装置，而回收氨的装置几乎全采用半直接法饱和器生产硫铵流程。 随着国民经济的发展以及我国环保法规的不断完善和日益严格，在焦炉煤气净化工艺过程设置脱硫脱氰装置和改进脱氨工艺就势在必行。进入80年代以后，改革开放逐步深入，我国焦化行业和煤气行业相继从国外引进了多种煤气净化装置，国内科技人员在原有基础上也开发研制了新型脱硫工艺，大大推动了我国焦炉煤气净化工艺的发展。现将几种脱氨和脱硫方法作扼要介绍和论述。 1 氨的脱除 1.1 硫铵工艺 生产硫铵的工艺是焦炉煤气氨回收的传统方法，我国在20世纪60年代以前建成的大中型焦化厂均采用半直接法饱和器生产硫铵，该工艺
的主要缺点是设备腐蚀严重，硫铵质量差，煤气系统阻力大。随着宝钢一期工程的建设，我们引进了酸洗法生产硫铵工艺，该工艺由酸洗、真空蒸发结晶以及硫铵离心、干燥、包装等三部分组成。与饱和器法相比，由于将氨吸收和硫铵结晶操作分开，可获得优质大颗粒硫铵结晶。酸洗塔为空喷塔，煤气系统的阻力仅为饱和器法的1/4，可大幅度降低煤气 鼓风机的电耗。采用干燥冷却机将干燥后的硫铵进一步冷却，以防结块，有利于自动包装。我院开发的酸洗法工艺也已成功地用于天津煤气二厂。随着宣钢、北焦的建设，我们还引进了间接法饱和器生产硫铵工艺，该工艺是从酸性气体中回收氨，其产品质量要比饱和器法好，但因在较高温度（100℃左右）下操作，对设备和管道材质要求高，加之饱和器尺 寸并不比半直接法小，因此投资高于半直接法。鞍钢二回收还从法国引进了喷淋式饱和器以代替半直接法的饱和器。喷淋式饱和器的特点是煤气系统阻力小，设备尺寸也相应减小，硫铵质量有所提高。但是，不管采用那种生产硫铵的工艺，从经济观点分析，其共同的致命缺点是回收硫铵的收入远远不够支付其生产费用。 1.2 无水氨工艺 另一种可供选择的脱氨方法是用弗萨姆法生产无水氨。弗萨姆工艺 是由美钢联开发的，它可以从焦炉煤气中吸收氨（半直接法），也可以从酸性气体中吸收氨（间接法）。 宝钢二期工程是从美国USS公司引进的从焦炉煤气中吸收氨的弗萨姆装置，焦炉煤气导入吸收塔，，体气体xn磷酸铵溶液与煤气直接接触，吸收煤气中的氨，然后经解析、精馏制取产品无水氨。该工艺主要
焦炉煤气液化技术 1.前言 我国焦炭产能截止到2011年已达4.04亿吨，焦炭消耗总量大约为3.84亿吨[1]。焦炉煤气是焦化企业的主要副产品之一。国家发展改革委2011年12月出台的《“十二五”资源综合利用指导意见》将焦炉煤气资源化利用列入资源综合利用的重点领域之中[2]。与此同时，国家对焦化行业实施“准入”整顿，焦炉气必须回收利用，而“西气东输”又在迫使焦炉煤气退出历史舞台[3]。在这样背景下，一些新的焦炉气利用技术不断涌现。其中，焦炉煤气制液化天然气作为煤制天然气的一个路线，也将逐步地成为一个新兴的行业而快速成长与发展[4]，不仅可以满足日益增长的市场需求，又能充分合理利用工业废气，减少环境污染，还能为企业带来巨大的经济效益，而且对我国的能源安全、节能减排等方面也具有战略意义。 2.国内外研究发展现状 随着人们环保意识的不断加强及国家节能减排政策的提出，焦炉煤气的综合利用早已被提上日程，焦炉煤气的主要成分为甲烷，将其中的甲烷分离提取出来，或者进行甲烷化成为一个重要的研究方向。焦炉煤气制液化天然气作为一个新兴的制作工艺及研究点，受到一些焦化企业及研究者的亲睐。 据报道和国内外技术现状分析，焦炉煤气制LNG技术，国外代表性的工艺技术有丹麦托普索甲烷化、英国戴维甲烷化和日本日挥焦炉煤气制LNG技术等其中丹麦托普索或英国戴维只做甲烷化，而日挥除了拥有甲烷化技术外，前期的煤气深度净化更是其技术优势，也就是说日挥拥有全流程的工艺技术。 2010年4月，采用上海华西化工科技有限公司开发的焦炉煤气制LNG技术，由曲靖市麒麟气体能源有限公司投资建设的8500 m3/h焦炉煤气制LNG工程项目正式进入实施阶段。该技术最大的特点是原料为钢厂的焦炉煤气和高炉煤气，不仅有效利用了焦炉煤气资源，而且将钢铁行业中难以利用的部分低热值高炉煤气也与焦炉煤气一起全部转化成了天然气资源[5]。 2011年5月，山西楼东俊安煤气化有限公司和山西省新能源发展集团公司共同投资的焦炉煤气制天然气项目开工建设，项目建成后，年处理焦炉煤气量4
燃料与化工Fuel &Chemical Processes 2009年11月第40卷第6期目前，国内钢铁行业的焦炉煤气均来自焦化厂，经焦化回收工艺处理后，焦炉煤气指标能满足企业内部大部分用户的要求。随着钢铁产业的不断发展，新的生产线对焦炉煤气的品质要求越来越高，故需对焦炉煤气进行二次净化。通过研究实践，探索出一条焦炉煤气高精度二次净化的新路线。 1工艺流程 新工艺由以下工序组成：脱焦油工序、湿法脱 硫脱氰工序、干法脱硫工序、变温吸附（TSA ）工序。 1.1脱焦油工序 焦炉煤气先进入脱焦油工序，该工序脱焦油可 采用电捕焦油器和焦炉煤气捕雾器或电捕焦油器2种方式。 由于煤气管网中沉积的焦油、萘等杂质造成焦炉煤气的指标较回收车间的出口指标升高，故在脱焦油工序入口增设电捕焦油器。既避免后部湿法脱硫工序脱硫液受焦油污染降低再生效率；又避免干法脱硫工序的脱硫剂被污染。 方案的选择依据出口煤气杂质指标中对焦油含量的要求以及处理煤气量的大小。当煤气处理量较小时，单独使用电捕焦油器，因后部变温吸附工序也可以吸附焦油；反之要选择电捕焦油器加焦炉煤气捕雾器，为后部变温吸附工序减负，同时提高变温吸附工序中填料的使用寿命。 从脱焦油工序出来的焦炉煤气中焦油的含量可低于20mg/m 3；当电捕焦油器后设有捕雾器时，焦油含量可降至2mg/m 3。 1.2湿法脱硫脱氰工序 从脱焦油工序出来的焦炉煤气进入湿法脱硫脱 氰工序，以降低H 2S 和HCN 含量。当系统中的 H 2S 和HCN 含量较低时，可省略此工序。 为避免NH 3对焦炉煤气的二次污染，湿法脱 硫脱氰工序采用纯碱为碱源。碱液从脱硫塔顶喷洒，焦炉煤气从塔底进入，与脱硫液在塔中逆流接 触，塔中填装具有良好挂膜性能的轻瓷填料，增大接触面积，使反应更彻底。吸附H 2S 后的脱硫液从塔底经液封流至富液槽，再由泵送至喷吹氧化再生槽，在槽顶的喷射器中与喷射器吸入的大量空气混合，进入再生槽内，在催化剂的作用下脱硫液与空气快速反应而再生，再生后的脱硫液进入循环槽，由泵送入脱硫塔塔顶喷洒。由再生槽出来的泡沫液送入离心过滤机压制成硫磺膏装袋外销（也可送至硫酸车间或回收车间的融硫釜）。过滤出来的滤液再补充适量碱后送入脱硫塔顶的清洗段对焦炉煤气进行清洗，提高脱硫脱氰的效率，见图1。 经过湿法脱硫脱氰工序后，焦炉煤气中H 2S 含量可降至20mg/m 3，HCN 含量可降至10mg/m 3。 1.3干法脱硫工序 从湿法脱硫脱氰出来的焦炉煤气进入干法脱硫 工序。此工序由2个干法脱硫塔组成，操作方式为“并－串连”，通过阀门切换实现，见图2。塔内装填冶金焦、Al 2O 3瓷球和常温高效的脱硫剂，用于脱除无机硫和有机硫等杂质。脱硫剂以Fe 2O 3为主要成分，呈颗粒状，平辅于固定床上，煤气缓慢均匀地通过并充分接触发生化学反应。当脱硫剂吸附饱和后更换新的脱硫剂，吸附饱和的脱硫剂作为原料送入硫酸车间。更换新脱硫剂的塔串联在工序的后部，以提高脱硫精度。 经干法脱硫工序后，H 2S 的含量可降至1mg/m 3， HCN 含量可降至5mg/m 3。 焦炉煤气二次净化工艺 郭永强 （山东省冶金设计院有限责任公司，济南 250014） 收稿日期：2009-06-16 作者简介：郭永强（1978-），男， 工程师 51