焦爐煤氣制天然氣工藝天然氣分廠全貌

焦爐氣制天然氣概述為了響應國家政策，提升本企業的市場競爭力，抵御市場風險。我公司擬定在焦化廠煉焦時的副產品焦爐煤氣為原料生產天然氣。公司現有2×96萬噸/年焦爐，副產煤氣量為30000Nm3/h，本項目采用XX化工研究院甲烷化技術將焦爐煤氣中的CO、CO2轉化為CH4，年產12000萬（標）立方米天然氣。整個裝置分為焦爐煤氣儲存與焦爐氣壓縮、焦爐煤氣凈化、甲烷化、膜分離與天然氣壓縮四個工序，利用了原甲醇部分裝置。本項目具有投資少、見效快、節能環保等優點，具有良好的企業效益和社會效益。天然氣系統工藝流程介紹本裝置有:焦爐氣凈化：濕法脫硫、氣柜、焦爐氣壓縮、脫萘、干法脫硫、超級精脫硫等工序。焦爐氣甲烷化：甲烷化、二氧化碳補碳、天然氣壓縮、膜分離。公用工程：循環水、制氮、脫鹽水、水泵房、空壓站、35KV變電所等裝置。濕法脫硫工藝流程說明一、

煤氣流程：自焦化廠洗脫苯工段來的32℃左右的焦爐煤氣進入串聯的1#、2#脫硫塔，經脫硫塔自下而上與頂部噴淋的脫硫液逆流接觸進行化學吸收過程，將煤氣中的H2S吸收在脫硫液中。經脫硫后出口煤氣中的H2S含量達到20mg/m3以下送后工序。二、溶液流程：從1#、2#脫硫塔中吸收了H2S的脫硫液經脫硫塔液封槽分別流至1#、2#溶液循環槽，經加入催化劑、Na2CO3后的溶液用泵分別抽送至1#、2#再生塔，塔底鼓入空氣將溶液氧化再生，再生后的貧液自流至1#、2#脫硫塔頂循環噴淋。再生塔頂產生的硫泡沫由再生塔上部擴大部分流至泡沫槽，經攪拌均勻后自流至離心機生產硫膏。三、脫硫液的

配制：在生產過程中為保證脫硫液能滿足工藝需要應及時補充催化劑PDS、Na2CO3，根據脫硫溶液中催化劑PDS、Na2CO3的含量，將配制好的催化劑溶液、堿液根據工藝需要用泵抽入循環槽。脫硫液要求：PH值8.5~9.1、副鹽含量<250g/L、總堿度20-35g/L、PDS含量15g/L-20g/L。濕法脫硫設備參數序號名稱規格型號介質壓力（MPa)溫度（℃）數量1脫硫塔Φ=6000H=37810PDS+栲膠脫硫液，焦爐煤氣~0.01735~4022再生塔Φ=4600/6000H=49460脫硫液，空氣，硫磺泡沫盛滿液時的液柱壓力35~4023溶液循環槽Φ=7510H=7900V=340m3PDS+栲膠脫硫液槽內常壓25~3524事故槽Φ=7520H=7900V=340m3PDS+栲膠脫硫液槽內常壓25~3525溶液循環泵DFCZ250-500CQ=850m3/minH=60m栲膠脫硫液30~4036臥式離心機TL450X4-N生產能力5~10m3/h轉鼓轉速3200r/min轉鼓直徑450mm2濕法脫硫工藝參數序號工藝指標/內容1脫硫塔阻力小于1000Pa2煤氣入脫硫塔溫度小于35℃3入塔循環液溫度高于入塔煤氣3~5℃4溶液循環量650—850m3/h5循環泵出口壓力大于0.55MPa6再生塔壓縮空氣入口壓力大于0.5MPa7脫硫液PH值8.5-9.18循環液副鹽含量小于250g/L,最高不大于280g/L9循環液總堿度20-35g/L10循環液懸浮硫小于1.5g/L11煤氣入口H2S含量4-6g/L12焦油含量小于50mg/m3,出口H2S含量小于20mg/m313各電機溫度小于60℃氣柜設備參數低壓濕式螺旋上升氣柜規格型號：Φ=39200mmH=32675mm壓力：300mmH2O儲氣量：23000m3設備重量：548600Kg焦爐煤氣干基平均組成（vol%）成分H2COCO2CH4N2O2CmHn(C2～C4)焦爐煤氣59.10%8.30%3.90%23.10%3.50%0.40%1.70%焦爐煤氣雜質指標項目苯萘氨硫化氫有機硫焦油粉塵含量（mg/Nm3）≤100≤400≤50≤20≤250≤50≤5焦爐氣壓縮機、脫萘系統工藝流程說明氣柜來的焦爐煤氣壓力3000pa經焦爐氣壓縮機一級壓縮后送至脫萘系統脫萘，萘含量≤50mg/Nm3，進入二、三、四級壓縮至2.5Mpa送至干法凈化脫除焦爐煤氣中的硫。名稱單位一級二級三級四級吸氣壓力Mpa（A）0.0950.2550.5631.216排氣壓力Mpa（A）0.2550.5631.2162.6吸氣溫度℃40404040排氣溫度℃139118114112安全閥開啟壓力Mpa（C）0.260.651.232.8排氣量m3/min（入口狀態）3281165123Nm3/h14625146251462514625焦爐氣壓縮機工藝參數焦爐氣壓縮機設備參數名稱規格型號介質壓力(MPa)數量焦爐氣壓縮機主機6M25-328/25Q=330m3/min焦爐煤氣排氣：2.53焦爐氣壓縮機電機TK2700-16/2150N=375r/minP=2700kW3脫萘系統工藝指標設計壓力0.6Mpa工作壓力0.25Mpa設計溫度500c工作溫度500c工作介質再生溫度焦爐氣200℃容積52.8m3直徑2600mm高度14090mm設備名稱設備直徑（mm）催化劑型號催化劑裝填量(m3）?25瓷球(m3）絲網數量（張）備注脫萘塔A2600TN—1型脫萘劑44.64.624單層填裝脫萘塔B2600TN—1型脫萘劑44.64.624單層填裝脫萘系統催化劑裝填量精脫硫工藝流程說明來自焦爐氣壓縮的壓力為2.5MPa、溫度40℃、氣量為30000Nm3/h（29250Nm3/h），進入2臺過濾器，過濾氣體中殘余的焦油霧滴，并經預脫硫槽脫除無機硫之后送至烷化工段原料氣加熱器提溫至320℃左右。經原料氣換熱器提溫后的氣體返回精脫硫裝置經一級加氫預轉化器和一級加氫轉化器，氣體中的有機硫大部分在此轉化為無機硫，另外氣體中的氧氣也在此與氫氣反應生成水，不飽和烴加氫飽和。加氫轉化后的氣體進入3臺中溫脫硫槽，脫去絕大部分無機硫，出口氣體總硫含量約30mg/Nm3，之后進入二級加氫轉化器進一步加氫轉化，將剩余有機硫加氫轉化為無機硫，再經過2臺中溫氧化鋅脫硫槽，使氣體中總硫含量小于0.1ppm。出氧化鋅脫硫槽的氣體壓力為2.3MPa，溫度約為380℃送往超級脫硫，脫硫至40ppb以下。序號名稱位號規格型號介質壓力(MPa)溫度(℃）單重（kg）數量1一級加氫預轉化器D61201φ=1900H=7360V=16.4m3焦爐氣設計2.75最高2.5設計3001783012一級加氫轉化器D61202φ=2300H=13990V=57.6m3焦爐氣設計2.75最高2.5設計3004538013中溫脫硫槽D61203ABCφ=2900H=15760V=100m3焦爐氣設計2.72最高2.47設計3007278034氧化鋅脫硫槽D61204ABφ=1900H=9359V=24m3焦爐氣設計2.64最高2.4設計3002249025二級加氫轉化器D61205φ=1900H=13160V=38.4m3焦爐氣設計2.66最高2.42設計3003359016預脫硫槽D61206φ=2600H=11680V=50.2m3焦爐氣設計2.75最高2.5設計2602640017過濾器F61201ABφ=2600H=11680V=50.2m3焦爐氣設計2.75最高2.5設計2602615028升溫爐B61201φ=3210H=21220A=73㎡管內焦爐氣或氮氣＜1.0MPa40～460234601精脫硫設備參數序號填裝設備裝填物料名稱重量/噸體積/m3比重設備規格設備數量/臺備注1?50耐火球33.8324.171.4實用2?25耐火球18.6813.341.4實用3氧化鋅脫硫槽T305型氧化鋅脫硫劑22221內徑1900mmH=9160mm24氧化鐵脫硫槽T305型氧化鋅脫硫劑1651651內徑2900mmH=15570mm35氧化鋅脫硫槽T408型脫氯劑2.483.10.8內徑1900mmH=9160mm26一級加氫轉化器JT-8型加氫催化劑1830.50.59內徑2300mmH=13990mm17一級加氫預轉化器JT-8型加氫催化劑3.66.10.59內徑1900mmH=7360mm18二級加氫轉化器JT-1型水煤氣加氫催化劑10.9816.30.675內徑1900mmH=13160mm19過濾器W306型高效脫油劑40.5662.40.65內徑2600mmH=11680mm210預脫硫槽W102型活性炭脫硫劑20.2831.20.65內徑2600mmH=11680mm1精脫硫催化劑裝填量烷化工藝流程說明來自超級精脫硫的壓力2.3MPa、溫度380℃、總硫含量40PPb的焦爐氣進入三段烷化加熱器與二段分離器出口氣體進行換熱至約248℃，進入一段烷化塔進行烷化反應，反應后出塔氣體溫度約654℃，進入一段烷化廢鍋降溫至約260℃，進入氣體混合器與補碳裝置來的二氧化碳氣體混合后的氣體溫度約250℃進入二段烷化反應器，反應后的氣體溫度約611℃經廢熱鍋爐冷卻至約250℃進入原料氣加熱器，降溫至約145℃進入二段省煤器降溫至約110℃，再經二段水冷器降溫至約90℃進入二段氣水分離器分離出氣體中的冷凝水，進入三段加熱器加熱后進入三段烷化反應器使天然氣中的一氧化碳、二氧化碳進一步轉化，三段烷化反應后的氣體溫度為約356℃，經三段省煤器、脫鹽水預熱器、分離器、三段分離器、緩沖器分離氣體中的水分后送至天然氣壓縮機。二段分離器、三段分離器分離的工藝冷凝液經汽提塔經二氧化碳蒸發器后送至循環水系統或除鹽水系統，作為補水。蒸汽系統是利用烷化系統的反應熱副產2.5Mpa中壓蒸汽，除部分自用外其余蒸汽經減壓送至0.7Mpa蒸汽管網。甲烷化設備參數烷化工藝指標參數序號指標名稱指標備注1超級精脫硫塔入口溫度380～400℃以廠、車間下達的指標為準2還原加熱器入口溫度350℃3一段反應器觸媒層上部溫度654℃4一段反應器觸媒層下部溫度654℃

5二段反應器入口溫度250℃

6二段反應器上部溫度611℃

7二段反應器中部溫度611℃

8二段反應器下部溫度611℃

9一段甲烷反應器外殼表面溫度654℃

10二段甲烷化反應器外殼表面溫度611℃

11三段甲烷化反應器入口溫度250℃

12三段反應器上層觸媒上部溫度356℃

13三段反應器上層觸媒下部溫度356℃

14三段反應器下層觸媒上部溫度356℃

15三段反應器下層觸媒下部溫度356℃

16三段水分離器出口氣溫度50℃

17一段甲烷化入口壓力2.3Mpa

18三段水分離器出口壓力2.3Mpa

19一、二段汽包壓力2.5Mpa

20廢水泵出口壓力0.4Mpa

21汽包液位四分之三甲烷化系統入口氣體組成進口氣量：29880Nm3/h補加CO2：1185Nm3/h序號組分名稱Nm3/hV%Kg/h1H21656055.414782CO23407.829253CO29603.218854O20005CH4783026.255926N210503.513127H2O2400.081938CnHm900314469合計2988014831甲烷化系統出口氣體組成進口氣量：15270Nm3/h排水：5738Nm3/h序號組分名稱Nm3/hV%Kg/h1H21000.658.92CO一一03CO2100.06519.64O20005CH41410592.37100756N210506.8813127H2O50.03348CnHm0009合計1527011419.5序號設備名稱設備直徑（mm）催化劑型號催化劑裝填量（m3）?25瓷球（m3）?15瓷球（m3）絲網數量（張）備注1一段烷化塔1600鎳系烷化劑2.96.280.54單層填裝2二段烷化塔1400鎳系烷化劑4.772.140.24單層填裝3三段烷化塔1400鎳系烷化劑6.11.64單層填裝4超級精脫硫塔2300T325型脫硫劑29.15.50.878兩層填裝烷化系統催化劑裝填量低溫液體co2工藝流程說明二氧化碳儲罐中的液態二氧化碳經泵加壓至2.5Mpa后，進入二氧化碳汽化器，經汽化器后的二氧化變成氣態，進入緩沖罐穩壓后按一定的流量補入二段甲烷反應器。co2系統設備參數序號設備名稱設備主要參數1co2泵SBP1000-3000/267.5KWQ=1000-3000L/h吸入壓力1.38-2.4MPa最大排出壓力2.6MPa2液態co2儲罐殼程管程設計壓力2.35MPa-0.1MPa工作壓力2.2MPa真空耐壓試驗壓力2.7MPa0.2MPa設計溫度-40℃50℃3co2穩壓罐Φ=1200×2200V=3m3工作壓力2.6MPa耐壓試驗壓力3.4MPa設計溫度50℃4加熱器Φ=400×4500F=35㎡介質管程：循環水殼程：co2天然氣壓縮機工藝流程說明來自烷化系統壓力1.5Mpa—1.7MPa、溫度為50℃的烷化氣，經高效過濾器進入兩個進氣緩沖罐經緩沖后進入天然氣壓縮機進行增壓，增壓后進入兩個出口緩沖罐經緩沖后進入風冷器，冷卻后的氣體溫度為40℃，壓力為4.0Mpa后送往膜分離崗位。天然氣壓縮機設備參數1產品型號M-22.26/（15-17）-402型式水平對稱平衡式3轉速993r/m4壓縮級數一級5設備對壓縮介質的要求H2S含量小于15ppm

6進氣壓力（表壓）1.5~1.7Mpa7終極排氣壓力（表壓）4Mpa8處理量15680~18200Nm3/h