【正文】 期間我國天然氣受城市氣化率的提高以及天然氣替代工業(yè)燃料領(lǐng)域消費的驅(qū)動將大幅提升，消費結(jié)構(gòu)將進一步優(yōu)化。 隨著天然氣需求量和進口量的不斷增加，我國將面臨天然氣供應(yīng)安全的挑戰(zhàn)，而中國的近年來每年約 1200 億 Nm3 焦?fàn)t氣，一部分用 4 來發(fā)電，一部分用來制取甲醇制氫，還有相當(dāng)一部分直接排放，因此利用焦?fàn)t氣生產(chǎn)天然氣項目能夠有效的回收利用資源，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益，有助于形成良好的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。焦?fàn)t煤氣制天然氣項目符合國家能源多元化戰(zhàn)略，符合國民經(jīng)濟 和社會發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)政策。到 年底國內(nèi)已有 家焦化企業(yè)相繼建設(shè)，其中有 家建成投產(chǎn)。 二、 項目建設(shè)的意義 在國內(nèi)天然 氣氣價高漲的情況下，焦?fàn)t煤氣制天然氣發(fā)展前景十分光明。相比較而言，供熱和發(fā)電投資小，但經(jīng)濟效益低，應(yīng)用正逐漸減少；制尿素和甲醇效益較好，國內(nèi)已實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，但是面臨產(chǎn)能過剩風(fēng)險，且投資數(shù)額大；用于煉鋼又受到客戶和運輸距離的限制，推廣有難度；而焦?fàn)t氣制天然氣的經(jīng)濟效益良好，投資適中（和制甲醇差不多），不太受運輸距離 5 限制，且能夠滿足日益增長的能源需求，焦?fàn)t氣制天然氣空間很大。 b）產(chǎn)品天然氣 SNG/CNG/LNG 是 清潔 能源產(chǎn)品，符合市場需要。從宏觀上看是一項利國利民，具有經(jīng)濟、環(huán)境生態(tài)及社會可持續(xù)發(fā)展的重要項目。 實現(xiàn)了 區(qū)域化循環(huán)經(jīng)濟 模式 ，較好地實踐了經(jīng)濟、環(huán)境、社會三位一體的可持續(xù)發(fā)展。 其技術(shù)核心是以下幾個方面： 一是氣體凈化技術(shù) ： 該項技術(shù)近年來在焦?fàn)t煤氣和相關(guān)領(lǐng)域得到了充分的發(fā)展，已 完全 成熟 且大量應(yīng)用于工業(yè)化裝置 。 二是甲烷化技術(shù) ：該項技術(shù) 已在 焦?fàn)t煤氣制 LNG 工廠已于 年 5月投運， 以及 公司 年 3 月投產(chǎn)； 標(biāo)志著 本工藝技術(shù) 在焦?fàn)t煤氣 制天然氣 工業(yè) 化 應(yīng)用 已經(jīng)成熟 。 四是 變壓吸附和膜 分離技術(shù)：在國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)完全成熟應(yīng) 6 用。 三、 項目 投資 的 必要性 新建焦?fàn)t煤氣甲烷化制天然氣項目所采用的技術(shù)成熟、先進、可靠；產(chǎn)品市場前景廣闊；建設(shè)后有較好經(jīng)濟效益和環(huán)保效益；同時建設(shè)本項目符合政府和國家循環(huán)經(jīng)濟的政策，且對整個焦化行業(yè)示范效應(yīng)顯著。 四、 項目研究結(jié)論 本項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)能政策和國家 “ 十二五 ” 發(fā)展規(guī)劃。 本項目將焦?fàn)t煤氣合理利用，杜絕了富含溫室效應(yīng)成分氣體的直接排放，保護了大氣環(huán)境。 7 第二章 工藝技術(shù)方案 第一節(jié) 裝置概述 本裝置是以焦?fàn)t煤氣為原料，通過脫硫、脫萘、壓縮、脫苯、精脫硫、甲烷化、純化、膜分離、深冷液化以及變壓吸附等工序生產(chǎn)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的天然氣裝置。 （ 2）生產(chǎn)裝置區(qū)由凈 段、壓縮工段、甲烷 段、 氣體分離、 CNG 壓縮、 液 段、罐區(qū)、裝卸區(qū) 八 個單元組成。 第二節(jié) 工藝技術(shù)方案 9 總工藝路線選擇 本裝置包括：脫硫、脫萘、壓縮、脫苯、精脫硫、甲烷化、純化、膜分離、 CNG 壓縮、深冷液化以及變壓吸附等工序。 來自原料氣冷卻器的焦?fàn)t煤氣 進入煤氣 壓縮 機經(jīng)壓縮后 去預(yù)處理單元；從處理單元返回的煤氣再經(jīng)煤氣增壓 機繼續(xù)壓縮后 去精脫硫單元；來自甲烷化單元的合成氣進入增壓機繼續(xù)壓縮后 去純化單元 單元 。 （ 2） 凈化甲烷 序 來自原料氣增壓風(fēng)機的焦?fàn)t煤氣直接進入粗脫硫塔脫除其中的大量 H2S 后再去脫萘單元，粗脫硫 可串聯(lián)或 并聯(lián)使用，定期更換脫硫劑以確保脫硫精度。塔內(nèi)吸附劑吸附雜質(zhì)飽和后采加熱、冷卻的方式進行再生，以預(yù)處理單元的再生氣作為再生氣源。當(dāng)被吸附雜質(zhì)的傳質(zhì)區(qū)前沿 (稱為吸附前沿 )達到床層出口預(yù)留段時停止吸附，轉(zhuǎn)入再生過程。 ③ 加熱過程 從另一臺處于冷卻過程的塔底出來的再生氣被加熱至～ 180℃,逆著吸 附方向吹掃吸附劑床層，使吸附雜質(zhì)在高溫狀態(tài)下得以解吸，解吸出的雜質(zhì)伴隨再生氣從塔底流出去冷卻器，經(jīng)過冷卻、分離后去界外。 來自煤氣壓縮機出口的焦?fàn)t煤氣進入預(yù)處理塔，在預(yù)處理塔內(nèi)吸附劑的選擇吸附下，原料氣中的絕大部分苯、萘、焦油等雜質(zhì)被脫除，處理后氣體去煤氣增壓機繼續(xù)升壓。 預(yù)處理采用變溫變壓吸附工藝，其工作過程包括： ① 吸附過程 原料氣中苯、萘、焦油等雜 質(zhì)在常溫下被吸附下來，塔頂流出的 11 處理氣去煤氣增壓機。 ② 降壓過程 吸附塔逆著吸附方向，即朝著入口端卸壓，氣體去冷卻器。當(dāng)預(yù)處理塔底部出口氣體溫度高于 0℃ 后加熱結(jié)束。 序 甲烷化就是利用催化劑使 CO和 CO2加氫轉(zhuǎn)化為 CH4的方法，此法可 12 以將碳氧化物降低到 以下，但需要消耗氫氣。甲烷化的反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度增加而下降，作為凈化脫除 CO 和 CO2 作用的甲烷化技術(shù)，反應(yīng)溫度一般在 0℃之間，平衡常數(shù)值都很大，在 壓力下，計算 CO和 CO2的平衡含量都在 10－ 4ppm 級。 目前國內(nèi)外甲烷 藝路線基本有兩種類型，主要區(qū)別在甲烷化的反應(yīng)器上：有等溫 管殼 型和固定床 絕 熱型兩種。 外冷列管式 反應(yīng)器就是將催化劑 裝 在 列管 內(nèi)， 管外 為 冷卻 水，其 操 作溫度 較 外冷循環(huán)式 低， 床層 溫 差 、壓降小 ，但催化劑 裝填 量多，轉(zhuǎn)化 率 高 ；外循環(huán)式 就是 采 用 絕 熱反應(yīng)器，將反應(yīng)熱 從塔后換 熱 移走 ，因此需要大量使用 循環(huán) 氣來 移走 反應(yīng)熱，降低了 CO 和 H2的分 率 ， 導(dǎo)致 甲烷化反應(yīng) 速 度減 慢 ，但反應(yīng)器內(nèi)的溫度較高，因此選 擇 性高。 外冷循環(huán)式 是 采 用反應(yīng) 后 的氣體來稀 釋 進口氣體，將 CO和 H2稀 釋 來達到控制反應(yīng)器溫度的目的。而固定床 絕 熱型工藝相對復(fù)雜點，高溫運行， 反應(yīng)器成熟可靠。 路線一： 采用 固定床 絕 熱型反應(yīng)器，高低溫相結(jié)合的辦法，以 反應(yīng)氣 體 循環(huán)的方式運行；同時，配套補加蒸汽流程作為調(diào)整，利用廢鍋產(chǎn)生蒸汽的方式移走甲烷化反應(yīng)放出的熱量。因甲烷化反應(yīng)屬于體積縮小的反應(yīng)，提高壓力有利于反應(yīng)的正向進行，但本處的目的不在于提高甲烷化反應(yīng)速率，而是為了避免反應(yīng)過于劇烈而不易控制，且避免 將甲烷化生成的水升壓以增加能耗，再根據(jù)后續(xù)系統(tǒng)的要求，甲烷化系統(tǒng)反應(yīng)壓力選擇為 。反應(yīng)后的富甲烷氣經(jīng)換熱、冷凝后進入下一工序。 C 進入甲烷化反應(yīng)器，甲烷化催化劑裝在管程，水在殼程。由于等溫列管反應(yīng)器可使甲烷化在較低溫度下運行，保證了 CO、 CO2 的較高轉(zhuǎn)化率。 反應(yīng)器出來的氣體經(jīng)預(yù)熱器、甲烷化冷卻器降至常溫并分離出游離水后去純 段 。 兩種甲烷化路線均副產(chǎn)蒸汽， 產(chǎn)生蒸汽的軟水 由界外提供，來自界外的軟水經(jīng)軟水預(yù)熱器升溫后再分流進入一、二段廢鍋。 （ 3） 純化分離工序 因目前的原料氣組成不需設(shè)置脫酸單元，則純化單元需采用變溫變壓吸附 工藝來完成。 如生產(chǎn)管道天然氣 SNG，此工序結(jié)束后可直接進入天然氣管網(wǎng)到下游用戶。 如生產(chǎn)管道天然氣 SNG 或 CNG， 在開車初期還可為甲烷化催化劑的升溫還原提供純氫氣作還原氣源 。 氣體分離單元由 真空泵構(gòu)成。其運行過程如下： ① 吸附過程 來自液化單元的合成氣 進入吸附塔，在塔內(nèi)吸附劑的選擇性作用下，氣體中的 CH4 等組分被吸附下來。 ② 均壓降過程