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焦炉煤气甲烷化合成天然气专利技术

2019-07-24

 焦炉煤气甲烷化合成天然气专利技术
焦炉煤气甲烷化合成天然气专利技术
 
技术介绍：
 
　　我国是焦炭生产大国， 2010年全国生产焦炭大约为3.8亿吨，出口335万吨，85%以上的焦炭，用于钢铁冶金企业的生产消费，其中三分之一的生产能力在钢铁联合企业内，三分之二在独立的焦化企业。按每吨焦炭副产约400 m3 焦炉煤气计算，独立企业每年副产的煤气量在900亿m3以上，除自用，民用和商用燃料外，每年放散的煤气超过500亿m3。随着人们生活水平的提高，环保意识的增强，以及国家环保性可持续发展战略的需要，对每年任意排放的焦炉气量作出了严格的要求。因此将排放到大气中焦炉气转化成污染低，燃烧值高的天然气成为当今发展的必然趋势，也是解决目前缺气地区气荒的较好方法。
 
　　焦炉气成分较为复杂，其中CH4、CO、CO2、CnHm体积分数近40%，且氢含量高（体积分数54-59%），通过甲烷化反应，即：
 
　　CO+3H2=CH4+H2O；CO2+4H2=CH4+2H2O
 
　　可将绝大部分CO、CO2转化为甲烷，这样焦炉气就变成主要含CH4、H2和少量N2的气体混合物，通过变压吸附气体分离技术可得符合“天然气”国家标准GB17820 1999及“车用压缩天然气”的国家标准GB18047 2000中规定的合成天然气或压缩天然气。
 
　　焦炉气的综合利用是我国的特殊国情。近年来，国家针对焦炉气的应用经过了多方面的研究。目前，我国焦炉气主要用于制氢、合成甲醇以及生产合成氨。在目前甲醇价格较高的情况下，生产甲醇具有较好的经济效益。但从焦炉气的组成上来看，氢多碳少，合成甲醇并不是最经济的利用途径。
 
　　而从能量利用率的对比来看，用焦炉气通过甲烷化生产合成天然气（SNG）再进一步制取CNG，其能量利用率可达80%以上，而焦炉气制甲醇的能量利用率仅为52%-59%。随着原油价格不断地上涨，汽油价格也在不断飙升，而CNG作为汽车代用燃料，其价格比汽油低很多，因此具有很大的吸引力，特别在出租车及公交车等领域。到2005年底，我国已有CNG汽车16万辆，加气站500多座，不少城市正在加快CNG加气站的建设。对于没有天然气源而有焦化企业的地区，可以用焦炉气生产CNG来发展CNG汽车。对于一个50万t/a焦化企业，每年可得到5000万m3的CNG。如上所述，我国每年放散的焦炉气为200亿m3 ，如将其回收，可得CNG 70亿m3 ～80亿m3 ，相当于520万吨～590万吨汽油。因此用焦炉气生产CNG无论是经济效益还是社会效益、环境效益都是有重要意义的。
 
　　由焦炉气生产SNG-CNG-LNG，其工艺流程相对简单，投资较低，具有更强的竞争力。焦炉气甲烷化催化剂作为焦炉气甲烷化工艺的核心部分，对焦炉气甲烷化有着最直接的影响，焦炉气生产LNG 的工艺过程如下：
 
　　焦炉气→ 加压→ 净化→甲烷化→PSA → SNG →CNG→LNG
 
　　对于焦炉气来讲，以焦炉气组成为基准，每1%的CO转化为甲烷，气体的绝热温升约为63℃；每1%的CO2转化为甲烷，气体绝热温升为50.5℃；因此焦炉气甲烷化反应温升比较大；而焦炉气甲烷化过程中伴随系统析碳，生产的碳沉积在催化剂表会造成催化剂失活，并且使床层阻力增加，装置无法运行。因此，对焦炉气甲烷化催化工艺的催化剂要求较高。武汉BWIN·必赢app精细化工有限公司针对这个方面的问题进行了深入细致的研究，开发出了一种新型的甲烷化催化剂，该催化剂具有活性好，热稳定性好，抗积碳性佳，具有良好低温活性等特点，同时还具有能将高烃转化以及良好的抗氧化性能。
 
　　我公司是国内较早从事焦炉气甲烷化技术开发的企业，目前，BWIN·必赢app公司是能提供甲烷化工艺及装置所需的全套催化剂的厂家，我公司开发的焦炉气甲烷化技术在2010年应用于内蒙古华清能源焦炉气甲烷化项目，该项目属国内工业示范装置。
 
技术特点：
 
　　1、采用部分循环与多级冷激相结合工艺，即减少循环量，又副产中压蒸汽，降低能耗。
 
　　2、各级甲烷化入口CO含量可自由调节，使各级甲烷化出口温度控制较低。即有利于甲烷化反应的顺利进行，同时可抑制副反应的发生。
 
　　3、采用新型甲烷化催化剂，该催化剂具有低温活性高，热稳定性好，抗积碳性强等特点，同时还具有良好的烯烃饱和及脱氧性能。
 
　　4、脱硫与甲烷化工艺综合设计，充分利用甲烷化及加氢热能，能量综合利用率高。
 
　　5、工艺所需热量可由甲烷化反应获取，且有多余的热量附产蒸汽可作它用。
 
取得的成绩：
 
　　1、发表论文3篇
 
　　2、甲烷化催化剂获得发明专利，专利号：ZL:201110144803.0
 
　　3、做了国内焦炉气甲烷化合成天然气工业示范装置（乌海华清能源科技有限公司5000Nm3/h工业示范装置）
 
　　4、承担了冀中能源井陉矿业集团有限公司9000万方/年焦炉合成CNG总承包，装置已于2013年6月一次开车成功。
 
　　5、甲烷化催化剂发明专利获“中国专利优 秀奖”
 
可提供的服务：
 
　　1、可行性研究报告编制
 
　　2、焦炉气甲烷化工艺包
 
　　3、工程详细设计
 
　　4、工程总承包
 
　　5、装置所需催化剂
 
　　6、技术咨询服务
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