孙哲
内蒙古恒坤化工有限公司 内蒙古自治区鄂尔多斯市 016299
摘要：本文主要介绍了焦炉煤气制液化天然气的工艺，指出企业在建设项目中，需要以可持续发展作为发展目标，同时结合自身情况选择相应的可靠技术。首先对焦炉煤气制液化天然气的工艺进行阐述分析，描述运行过程中存在的问题，并提出相应的改善措施，以供参考。
关键词：焦炉煤气；液化天然气，净化分离
近年来，可持续发展理念逐渐深入人心，各行各业对于清洁能源的使用也有了全新的研究。作为全世界最重要的清洁能源之一，天然气占据了能源消费总量的23.8%。而我国天然气运用量仅有4.6%，与世界运用水平有着较大的差距。经分析，我国天然气使用较少的原因主要为天然气能源供应较少。近年来，国家开始大力推进天然气行业的发展，该类清洁能源开始受到广泛的关注和青睐，天然气使用市场也展开了快速发展阶段。
目前，焦炉煤气依然是占据我国能源使用量之首，城市供暖供电，生产尿毒和甲醇都需要借助焦炉煤气。但是以上方法都么有达到较高的经济效率和能源利用率。近年来，资源转换收到了广泛关注，其中焦炉煤气制天然气是当下最受欢迎的新技术，通过此项技术可以有效提高能源利用率，简化能源运用工艺流程，具有较高的投资价值，逐渐成为焦炉煤气最热门用途之一。
一、焦炉煤气制天然气工艺技术的介绍及特征
焦炉煤气在制天然气时需要先经过气柜，并在整体缓冲并稳定压力之后，通过压缩和预处理手段脱出煤气中的焦油、有机硫和无机硫。再通过加入氢气进行脱硫，直至焦炉煤气的总硫值低于0.1ppm。然后，在完成甲烷类反应，分别进入主、副甲烷反应器，借助催化剂的作用，将煤气中的CO和CO2均转化为甲烷，在二者的总含量小于50ppm之后，进入干燥系统吸取水分。最后经过深冷液化装置实现液化分离，得到较纯净的甲烷产品。此项工艺具有以下几种特点：
1.1一般的焦炉煤气制液化气的过程都只能在其中提取出甲烷进行液化，但是上述工艺中利用了CO、CO2、H2以及多种物质共同组成甲烷，相较于传统方法，大大提高了甲烷产量。
1.2在焦炉煤气制甲烷的过程中，压缩环节将螺杆和往复式压缩机二者组合，先用螺杆压缩机提高焦炉气压实现初步的净化，在通过祛除了其中的焦油等多种杂质之后，运用往复式压缩机来对已经净化的气体进行增压，从而进入脱硫阶段。相较于传统的单用往复式压缩机进行提压的方式来说，此项技术具有高稳定性和高效率的特点，为压缩工艺指出了新的发展方向。
1.3在脱硫阶段，通过两级氧化锌、三级加氢来完成脱硫，实现总硫值降至0.1ppm以下。其包含的工艺流程主要有限加氢，再用铁钼、镍钼分别加氢来转化有机硫，最后再使用脱硫剂进行脱硫，完成杂质清理之后再进入甲烷化工阶段。
1.4处理甲烷过程中，需要使用虚幻压缩机来完成工艺，并通过相关反应放出一定的热量来生成低压蒸汽，这种方式可以有效节约冷却水，从而实现绿色环保，节约耗能的目的。在提升甲烷质量时，通过绝热式反应器，连接两塔来完成。
1.5使用以上工艺技术，焦炉煤气在产生甲烷的过程中还会产余氢气。通过低温对二者进行分离。甲烷和氢气都是不可多得的清洁能源，分别利用不仅可以节约设备的投入，还能提升焦炉煤气的整体利用率，避免废气的过量产生。氢气可以再生净化部分再生气的分子筛，在完成净化之后还可以作为燃料进入燃气管为焦炉反应提供所需热量，从而增加能源的循环利用，提高氢气的使用价值，有效降低设备装置的能源损耗。
1.6在系统的制冷工序中，使用带有预冷器的冷剂。液化过程的稳定性及各项性能指标均受到冷剂的组成成分及相关浓度参数。通过对制冷工质的比例调整，优化生产效率，进一步降低能源损耗产生的影响。
二、工艺技术存在的问题
在运行中常常出现焦化配合煤，这种煤通常是一种粘结性较差的煤，具有较高的氧含量，在裂解的过程中会产生较高的CO和CO2，从而导致系统中的二氧化碳浓度较高，在深冷的过程中形成干冰，进而堵塞系统。甲烷化通常使用增加蒸气或者使用热气循环的方式来对整体反应热量进行控制，进一步避免出现催化剂结碳现象的出现。一级密封气通常由压缩机直接引入干气系统。在系统中，循环气组分之中，存在水蒸气较高的情况，导致干气密封常被损坏。
在脱碳之前，脱硫过程的加氢转化器之中的冷激线加入煤气量过高，且整体过程不够稳定，从而导致甲烷化出口的二氧化碳含量排放十分不稳定。一旦二氧化碳含量过高则会在深冷的环节出现干冰颗粒，从而导致系统堵塞。焦炉煤气氢碳含量不够稳定的情况下，极容易造成甲烷化产品无法进入深冷环节，从而难以液化。在系统中，常常使用活性炭净化器来过滤原料气之中存在的废气雾滴。在使用一段时间之后，吸附剂出现多次工作而饱和的情况，吸附能力不断变差，就需要进行再生。过滤器再生使用0.5MPA的蒸汽再生，但是蒸汽温度及压力都无法达到再生的要求，从而导致温度具有较大差异吸附剂内出现较多的水，进而损坏催化剂。
三、对于焦炉煤气制液化天然气额工艺技术的改善措施
上文中提及，CO2含量较高的情况下会在深冷过程变成干冰形态，从而导致系统堵塞。为了解决这一问题，可以通过增加一个脱碳装置，通过使用MDES溶液对原料气进行处理，促使CO2的含量保持在可控水平内，进一步实现装置的连续运转。
通过增设一套密封除液装置，放置于压缩机的出口中，经过气气、水循环两个环节的换热，将水分离进入自动排水装置中，再将处于集液罐中的水进行分离，将其中存在的有害气体通过排水阀流入地沟。这种方式可以将热量损耗情况下，密封气产生的水通过分离器分离开来，进一步促进装置的稳定运转。
装置中还存在着原料氢碳比例较低的情况，可以在脱氢装置的出口机上一条尾气回收管道，将排出的氢气送进气柜之中，进一步提高氢气的产量。完成改造之后，深冷环节的运转将会更加稳定。将系统中的低压蒸汽提为中压，并借助中压蒸汽来再生吸附剂的作用。通过实验证明，中压蒸汽可以有效提升活性炭吸附剂的使用率，从而进一步满足生产要求。
总结：本文主要阐述了焦炉煤气制液化天然气工艺技术方面的特征，并针对提出的问题进一步进行改善，从而为投建相似的LNG装置予以一定的参考作用。工艺技术的不断改善可以促使焦炉煤气制天然气的新突破，进一步完成可持续发展的整体目标。
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作者简介：孙哲（1989-11-06），男，汉族，籍贯: 山东肥城，当前职务：技术员，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：焦炉煤气制液化天然气工艺技术应用分析