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泰安阳光天润化工工程有限公司一直从事焦炉煤气的净化、煤气深加工等技术研发及推广工作。先后服务过 100 余家焦化企业的煤气净化工程项目 , 为焦化企业的进步和发展做出了一定的贡献。焦炉煤气中的主要成分为 H2 和 CH4，其余还有 CO、CO2、N2、CnHm 等。其中 CH4( 甲烷 ) 是天然气的主要成分 , 把煤气中的 CH4 提取出来达到一定的浓度天然气。由于我国的焦化主要生产区分布在山西、内蒙、新疆、河北、山东等省份 , 尤其是山西、内蒙、新疆地区 , 地域偏僻 , 焦炉煤气利用率低 , 大部分做放散处理。不但浪费能源 , 而且还污染环境。加入转化成天然气可以并入天然气管网或者以 CNG、LNG 形式运输到内地进行销售可以缓解国内对天然气的供需矛盾。
目前国内利用焦炉煤气生产天然气的企业 , 大部分都是做大中型的装置 , 产品基本上是液化天然气 (LNG)。生产 LNG 投资大建设周期长 , 由于受国际油价的影响国内 LNG 的经济效益较差。
我公司针对焦化企业相对分散 , 焦炉煤气剩余量不均匀 , 而且偏少的状况。联合有关科研单位历经三年时间 , 研发出撬块化的焦炉煤气生产天燃气的成套装置并成功在山东、宁夏投入运行。
一、撬块化天然气生产成套装置的特点
1.由于装置是撬块化设计 , 装置占地面积小。一套处理煤气 10000Nm3/h 的装置 , 预处理、净化、甲烷化及纯化就在两个撬上 , 核心装置占地面积约 1500m2
2.建设周期短。核心装置可以工程化预制。5000~10000Nm3/h 的装置 , 完全可以在工厂内加工预制完成。压缩机也是撬装化设计制造，减少了现场的施工时间。
3.由于是模块化设计 , 生产规模可自由组合。单套处理煤气 5000Nm3/h 和 10000Nm3/h 的模块可以组合成不同的规模。
4.解决焦化厂富裕煤气较少而无法利用的难题。我们调研过好多企业 , 剩余煤气量 5 0 0 0 ~10000Nm3/h 建设一套大中型装置 , 投资大 , 周期长。
5.可以生产多种产品 , 调整灵活。本装置可以生产 SNG( 合成天然气 ), 和燃气公司联合直接送管网 , 满足居民生活用气可以生产 CNG( 压缩天然气 ), 和加气站联合；尾气中的氢气也可以提浓回收，外售氢气。
6.装置投资小。本成套装置投资比常规设计可节约 15~30%。
7.项目经济效益显著。由于是根据当地的具体情况进行设计建设 , 产品以主要是直接送管网销售,并且可以回收部分氢气外售，因此生产成本较低。每立方米煤气增值 0.5~0.8 元 /Nm3
8.生产工艺技术先进、自动化程度高、压力等级低 , 易于操作和管理 , 是中小焦化企业的富裕煤气深加工的理想出路。
二、工艺原理
首先焦炉煤气经过预处理 , 去除煤气中硫、苯、萘及焦油等。然后通过加氢反应 , 把煤气中的有机硫转化成硫化氢而脱除掉。然后在催化剂的作用下 , 利用焦炉煤气中的富裕的氢气和一氧化碳、二氧化碳通过甲烷化反应 , 合成甲烷。甲烷化后的混合气体经过分离将混合气中甲烷浓度提高到96~98% 即为天然气。产品形态可以是 SNG( 合成天然气 )、CNG( 压缩天然气 )、LNG( 液化天然气 )。
三、工艺流程
气柜→煤气预处理→煤气压缩→煤气净化→甲烷化合成
↓
天然气管网←SNG←PSA分离
↓ ↓
SNG压缩 PSA-H2
↓ ↓
去加气站←CNGH2 外售
四、生产成本及效益(以生产SNG计算)
|
项目 |
消耗 |
单位 |
单价(元) |
分项成本 |
|
焦煤烟气 |
2.5~2.7 |
NM3 |
0 |
0 |
|
电 |
0.65 |
KWh |
0.6 |
0.39 |
|
化学品 |
|
|
0.15 |
0.15 |
|
新鲜水 |
5 |
g |
0.03 |
0.015 |
|
蒸汽 |
0.2 |
Kg |
0.12 |
-0.024 |
|
H2 |
0.4 |
M3 |
0.4 |
-0.16 |
|
其它 |
|
|
0.25 |
0.25 |
|
合计 |
|
|
|
0.621 元 /Nm3MNG |
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