焦炉气合成天然气技术介绍

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技术背景焦炉煤气是在炼焦过程中产生的副产品，主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等。 2012年我国焦炭产量 4.43亿吨， 1吨焦炭可生

产 430方焦炉煤气，焦炉煤气发生量可达 1905亿方，扣除炼焦回炉自用， 1吨焦炭仍有 200多立方焦炉煤气富余，目前焦炉煤气一部分用来发电，一部分用来生产甲醇和制氢，还有相当一部分直接燃烧和排放，其利用率约为 55%,在浪费宝贵资源的同时，也对环境造成了极大的污染。随

着人们生活水平的提高，环保意识的增强，以及环保和可持续发展战略的需要，对焦炉煤气量的综合利用提出了更高的要求。面对全球金融危机的影响，国内钢铁及焦化企业处于艰难时期，焦炉煤气综合利用成为焦化企业抵御金融危机的关键道路，是提高焦化企业整体经济效益、实

现节能减排的重要措施和有效途径。

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技术背景天然气是一种高效、优质的清洁燃料。在亚洲天然气市场，受日本福

岛核电事故影响，东北亚地区，尤其是日本与韩国，对于天然气的需求进一步增加。中国经济发展与城市化进程推进，也驱动着天然气消费持续增长。 2012年中国天然气进口总量达 425亿立方米， 2013年中国天然气进口总量超过 500亿立方米，比 2012年增长 20%左右，预计到 2015年我国

天然气需求量达 2700亿立方米，进口天然气将超过 900亿立方米，对外依存度达 30%,国家面临严重能源危机。根据我国“油缺、气少、煤资源丰富的特点”,充分利用煤炭资源成为我国化解能源危机的有效途径。焦炉煤气制天然气可作为我国天然气缺口的补充，据统计，目前我国每年可利

用的焦炉煤气量超过 600亿立方米，可生产天然气( SNG ) 230亿立方米，资源十分丰富，相当于西气东输一期工程的气量。利用焦炉煤气生产 SNG,进一步生产 CNG或 LNG,符合国家产业政策。

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工艺原理焦炉煤气合成天然气就是将焦炉煤气中的 CO、 CO 2与 H2反应产生CH4,通过分离技术得到 CNG或 LNG,其主要工艺包括：焦炉气净化单元、甲烷化单元、分离、压缩单元或深冷液化单元，甲烷化单元是整套工艺的核心技术，其工艺流程框图如下：焦炉气压缩

脱苯脱萘除油活性炭脱硫压缩精脱油

氧化锌脱硫深度脱硫

二级加氢甲烷化废热回收分离冷却

中温脱硫

一级加氢变压吸附干燥净化

预加氢压缩深冷净化 CNG

加热

LNG

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净化工艺经化产后的焦炉煤气仍含有大量的苯、萘、焦油及硫化物，这些杂质的存在会对甲烷化催化剂的正常运行产生严重的影响，降低甲烷化催化剂活性，缩短催化剂寿命，影响产品质量，同时苯、萘、焦油及硫化物的存在会造成管道堵塞和设备腐蚀，因此焦炉煤气净化在整套工艺中起着举足轻重的作用。武汉科林作为全国气体净化专家，长期致力于气体净化技术的研究和相关产品的开发，具有较强的技术优势，净化产品广泛应用于全国焦化企业焦炉煤气制甲醇项目，市场占有率高达 30%以上。科林公司利用在焦炉煤气净化方面积累的技术优势，针对焦炉煤气制天然气技术要求，开发出了“焦炉煤气预处理+加氢脱硫工艺”。浙江海利普电子科技有限公司武汉科林精细化工有限公司

净化工艺1、预处理

针对焦炉煤气制天然气对原料气中苯、萘含量要求严格的特点，开发出了 W109脱萘剂，配套 TSA变温吸附工艺，脱萘剂循环再生使用。原料气经 W109工艺净化后苯小于 10ppm、萘小于 10ppm、焦油小于 10ppm,同时采用 W102活性炭脱硫剂将焦炉煤气中的 H 2 S脱除至

1ppm以下。彻底解决焦炉气压缩机常见的腐蚀和堵塞问题。 2、加氢脱硫预处理后的焦炉煤气经压缩后，再经高效脱油剂和 W109多功能吸附剂将苯、萘、焦油降至 1mg/Nm 3以下。精制后的气体提温至 240280℃进入预加氢、一级加氢、中温铁锰脱硫、二级镍钼加氢、中温氧

化锌脱硫、深度脱硫，将焦炉气总硫降至 10ppb以下，满足甲烷化要求。

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甲烷化工艺焦炉煤气甲烷化是实现焦炉煤气合成天然气的核心技术，武汉科林在总结、吸收合成氨工艺中甲烷化脱碳工艺经验基础上，经过多年的

深入研究，开发出了具有自主知识产权的多级循环低温甲烷化工艺，使甲烷化反应在较低温度下进行。根据甲烷化反应原理，甲烷化反应为放热反应，低温工艺利于甲烷化反应的发生，使甲烷化反应更彻底，抑制副反应产生。甲烷化催化剂作为科林公司专利产品，具有低温活性高、良好的耐

热性能、较长的使用寿命和抗积碳能力，催化剂在 250℃就具有较高的催化活性，耐热温度大于 800℃,确保了焦炉气甲烷化长期平稳运行。焦炉气经甲烷化反应后，

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