LNG工艺

刘丽娟

摘 要：本文结合笔者工作经验，对我国当前焦炉煤气制LNG工艺进行了系统的分析，并提出了针对当前焦化企业LNG工艺的详细方案。

关键词：LNG；工艺；预处理净化

0 引言

近年来，随着钢铁行业的日益低迷，一大批靠焦炭生产为主的焦化厂也不得不降低产能，减少生产，希望能度过钢铁寒冬。同时在国家节能减排的政策下，我国对焦化行业实行“准入”制度，淘汰了一批小型焦炉，而焦炉煤气的利用成为救活炼焦企业生产和存活的关键所在。

1 焦炉煤气制LNG 工艺现状

现阶段焦化厂主要依靠对焦炉煤气的物理反应提纯生产粗苯、硫胺、焦油等粗产品，而自上世纪90年代开始一些大型的焦化厂利用焦炉煤气生产甲醇，并取得了良好的经济效益，但是随着制甲醇项目的逐渐增多，甲醇行业已经近乎饱和，同时甲醇市场也一直处于低迷状态，甲醇的价格也一直维持在低价位。

观察近几年，国际格局大变，俄罗斯对乌克兰行动造成国际天然气价格一直处于高位，同时我国市场对天然气的需求一直在增加，预计未来15年中国天然气需求将呈爆炸式增长，2010年我国天然气需求在1000×109m3，产量在800×109m3，缺口在200亿立方左右，到2020年天然气需求量将超过2000×109m3，而产量仅在1000×109m3，50%需求将依赖进口。而就为焦炉煤气制取液化天然气提供了一个市场，可以有效解决焦化企业的焦炉煤气综合利用的问题，生产的天然气可以很好的给民用和车辆用燃料，解决民用天然气的缺口，同时产生的富氢气可以给燃氢锅炉提供动力。

2 LNG工艺的详细方案

自焦化厂过来的焦炉煤气4kPaG，温度35℃经外管网送至20000m3湿式气柜。自气柜来压力4kPaG，温度35℃的焦炉气，由2台原料气压缩机单级压缩至0.45MPaG，经脱油脱萘塔除去焦油、萘，再经粗脱硫塔除去大部分无机硫，最后通过合成气压缩机二级压缩至2.8MPaG送至脱硫工段。进入滤油槽将焦炉煤气中的微量油除去，滤油槽出口气体进入段间调温器I、产品换热器、段间调温器II加热到与加氢转化器所需温度，依次进入预加氢转化器、段间调温器I、一级加氢转化器，在铁钼催化剂的作用下，焦炉煤气中的不饱和烃、有机硫化物（COS、硫醚、硫醇等）、氧等与氢气发生反应，分别转化为饱和烃、无机硫、水；自一级加氢转化器出来的气体进入段间调温器II，换热后进入中温脱硫槽，无机硫被吸收。中温脱硫槽出口气体进入二级加氢转化器，在此将焦炉煤气中微量有机硫全部转化为无机硫，而后进入氧化锌脱硫槽将无机硫脱除，氧化锌脱硫槽出口气体中总硫含量小于0.1ppm，气体经产品换热器换热后去合成工段。来自脱硫工段的净化气压力为2.5MPaG，温度260℃。首先净化气经过净化气冷却器后进入净化汽水分离罐，然后进入起保护作用的保护床脱硫，出保护床的气体分为两股，一股进入一段反应器进行甲烷化反应，出口气体经一级废锅与另外一股汇合进入二段反应器，出口气体进二级废锅换热后进入三段反应器，出三段反应器的合成气经一系列换热回收热量后进行气液分离，气液分离后一部分经过换热和分离后送出界外；另一部分合成气经合成气压缩机加压进行循环。其中一级和二级废锅产生饱和蒸汽，根据需要直接或者经开工加热炉过热后送出界区。自合成工段来的SNG进入本单元，经过天然气预冷却器与再生气换热后进入分水罐分水，分水后的SNG经过脱水塔脱水，粉尘过滤器过滤、脱汞塔脱汞、再经过净化器预冷却器用冷冻水预冷到12℃后进入冷箱。脱水系统采用三塔PTSA工艺，三台脱水塔的吸附及再生过程相同。整个等压干燥过程的实施由程控阀自动切换完成，操作人员可根据实际需要调整程序时间来控制干燥过程。 进入冷箱的SNG在主换热器中冷却到-111.2℃抽出，进入气提塔塔釜（做塔底热源）进一步冷却到-128.3℃后，返回主换热器继续降温到-165℃后抽出，进入脱氢闪蒸罐闪蒸出绝大部分的氢气，富氢气返回主换熱器复热至7.69℃后去脱水单元作为再生气；脱氢闪蒸罐底部液相进入气提塔气提，气提塔顶部气相进入气提塔冷凝器总经气相混合冷剂冷凝、并经凝液分离罐分液后，氮气及少量氢气从塔顶馏出，凝液分离罐底部液相送往LNG储罐。气提塔底LNG从塔底抽出，此时温度为-130.3℃；LNG返回主换热器降温并过冷到-163℃，在进一步经节流阀节流至0.127MPa（G）后送到LNG储罐储存。从液化系统降压后的产品LNG在约15KPaG、-162.7℃时通过保冷管道进入LNG储罐（V0701），在进入LNG储罐前分为两路，分别进入到储罐上部和底部，储罐内进液管线采用环形喷淋装置，以保证在进液时内罐均匀冷却，以免局部温差过大。储罐内的LNG由底部的排液口排出，通过装车泵（两台）增压，送到装车站，压入槽车外运销售。

3 结束语

随着我国对节约能源及环保要求的不断提高，我国天然气资源相对短缺，焦炉煤气LNG 工艺开辟了焦炉煤气高效利用的新途径，不仅有效带动了焦化和能源产业的技术进步，而且有效解决了焦炉气排放造成的环境污染和资源浪费问题。因此我们要大力发展LNG工艺。

参考文献：

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