專家建議在焦化行業(yè)加快推廣應(yīng)用
     1月20日，工業(yè)和信息化部在北京組織召開科技成果鑒定會(huì)，專家對(duì)上海華西化工科技有限公司、安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司、上海漢興能源科技有限公司等單位聯(lián)合自主研發(fā)的焦?fàn)t煤氣等溫甲烷化反應(yīng)制天然氣技術(shù)進(jìn)行了鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該技術(shù)經(jīng)過(guò)近兩年的工業(yè)化連續(xù)運(yùn)行實(shí)踐，穩(wěn)定可靠，為國(guó)際首創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，并建議在焦化行業(yè)加快推廣應(yīng)用。

　　據(jù)上海華西化工科技公司總經(jīng)理紀(jì)志愿介紹，目前我國(guó)焦化行業(yè)焦?fàn)t煤氣主要用于生產(chǎn)合成氨、甲醇、發(fā)電、城市燃?xì)獾�。但隨著煤制合成氨、甲醇技術(shù)的成熟和推廣，以及煤發(fā)電成本降低、城市燃?xì)獗惶烊粴馊〈�，焦�(fàn)t煤氣的利用途徑受限，造成部分地區(qū)焦?fàn)t煤氣直接高空放散，污染環(huán)境。

　　為開辟投資低、能耗低、清潔生產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣利用新途徑，自2009年起，上海華西化工科技公司與安徽華東化工醫(yī)藥工程公司、上海漢興能源科技公司合力攻關(guān)，成功開發(fā)出一段等溫床甲烷化制LNG(液化天然氣)技術(shù)，并先后應(yīng)用于云南曲靖市麒麟氣體能源公司8500立方米/時(shí)焦?fàn)t煤氣制LNG裝置和內(nèi)蒙古鄂托克旗建元煤焦化公司17000立方米/時(shí)焦?fàn)t煤氣制LNG裝置，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行結(jié)果表明，該技術(shù)具有流程短、投資省、占地少、能耗低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，省略了脫碳工序，一氧化碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.95%、二氧化碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.9%。

　　紀(jì)志愿告訴記者，該技術(shù)對(duì)于焦?fàn)t煤氣中的一氧化碳、二氧化碳容忍度高，適應(yīng)性強(qiáng)，轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器出口一氧化碳和二氧化碳合計(jì)含量低于50ppm。所產(chǎn)LNG產(chǎn)品中總烴含量超過(guò)99%，甲烷含量超過(guò)97%，高位發(fā)熱量為37.57兆焦/千克，二氧化碳含量小于100ppm，硫化氫含量為零，產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。焦?fàn)t煤氣/LNG產(chǎn)氣比高，為2.6∶1。

　　以一套100萬(wàn)噸/年的焦化裝置為例，其副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣約25000立方米/時(shí)，采用一段等溫甲烷化技術(shù)生產(chǎn)LNG，其工程投資節(jié)省約2000萬(wàn)元，國(guó)外專有技術(shù)費(fèi)節(jié)省約1500萬(wàn)元，每小時(shí)省電約200千瓦時(shí)，每年節(jié)約運(yùn)營(yíng)費(fèi)用150萬(wàn)元。

　　紀(jì)志愿表示，該技術(shù)不僅為焦?fàn)t煤氣提供了一條高值高效綜合利用的新途徑，還可廣泛應(yīng)用于石油化工和煤化工、精細(xì)化工行業(yè)的煤制合成氣、煤制天然氣、一氧化碳變換等領(lǐng)域，對(duì)于解決天然氣短缺問(wèn)題、化工清潔生產(chǎn)、治理霧霾污染等都具有重要意義。

　　業(yè)界觀點(diǎn)

　　期待創(chuàng)新技術(shù)促焦化業(yè)調(diào)轉(zhuǎn)升級(jí)

　　中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)原會(huì)長(zhǎng)黃金干：我國(guó)是世界唯一的焦炭年產(chǎn)量超1億噸的焦炭產(chǎn)銷大國(guó)。2014年全國(guó)生產(chǎn)焦炭及半焦達(dá)4.77億噸，占全球焦炭總產(chǎn)量比重接近70%，除少量出口外，98%以上用于國(guó)內(nèi)消費(fèi)。在焦炭的生產(chǎn)和消費(fèi)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣，除煉焦過(guò)程部分自產(chǎn)自用外，每年富余約900億立方米焦?fàn)t煤氣和高爐煤氣多用于鋼廠鋼坯加熱或發(fā)電、生產(chǎn)甲醇等，附加值仍不高，但國(guó)際上也無(wú)先進(jìn)適用技術(shù)可引進(jìn)或借鑒。

　　隨著焦化行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，近幾年來(lái)一批煤焦化科技公司和焦化企業(yè)開始著手研發(fā)焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)天然氣技術(shù)。自2009年起至2014年底，國(guó)內(nèi)先后有13家科技公司開發(fā)建設(shè)了各具特點(diǎn)、規(guī)模不等的15個(gè)焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣綜合利用項(xiàng)目，年利用焦?fàn)t煤氣約46億立方米。

　　上海華西化工科技公司等開發(fā)的焦?fàn)t煤氣等溫甲烷化反應(yīng)制LNG技術(shù)已在云南曲靖和內(nèi)蒙古建元煤焦化兩個(gè)項(xiàng)目中經(jīng)歷了連續(xù)近兩年運(yùn)行的實(shí)踐。其工藝技術(shù)先進(jìn)，焦?fàn)t煤氣甲烷化反應(yīng)一次完成;甲烷化反應(yīng)系統(tǒng)壓力低于1.5兆帕，能耗水平低;甲烷化催化劑使用溫度低于300℃，使用壽命長(zhǎng);工藝流程短、投資省，易于操控，己顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)和特色。

　　當(dāng)前，我國(guó)焦化行業(yè)已進(jìn)入換擋調(diào)速的新常態(tài)，我們期待像上海華西化工科技公司焦?fàn)t煤氣等溫甲烷化反應(yīng)制LNG這樣的先進(jìn)技術(shù)更多地涌現(xiàn)，并不斷完善提高，為促進(jìn)焦化行業(yè)科學(xué)高效可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮更大的作用。

　　等溫甲烷化工藝值得大力推廣

　　內(nèi)蒙古鄂托克旗建元煤焦化公司總工程師文尚軍：我們公司是一家集煤炭開采、洗選、焦化和化工為一體的大型煤化工企業(yè)，是焦?fàn)t煤氣等溫甲烷化反應(yīng)制LNG技術(shù)的首批應(yīng)用企業(yè)，也是首批受惠企業(yè)。

　　我們公司本著綠色環(huán)保、循環(huán)發(fā)展的理念，于2011年4月份開始調(diào)研焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目，在反復(fù)對(duì)比國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)和項(xiàng)目的優(yōu)缺點(diǎn)后，決定選用上海華西化工科技公司自主研發(fā)的等溫甲烷化工藝。該項(xiàng)目于2011年10月開始設(shè)計(jì)，2012年4月開始土建施工，2013年10月投產(chǎn)并一次產(chǎn)出合格的LNG產(chǎn)品。項(xiàng)目設(shè)計(jì)處理原料氣17000立方米/時(shí)，生產(chǎn)產(chǎn)品氣6000立方米/時(shí)。裝置運(yùn)行一年多來(lái)，甲烷化反應(yīng)器出口一氧化碳含量基本上為零，二氧化碳含量在10ppm以下，乙烷及以上組分含量在1.2%以下，一氧化碳和二氧化碳的轉(zhuǎn)化率優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

　　通過(guò)一年多的生產(chǎn)實(shí)際，我們認(rèn)為等溫甲烷化工藝是可行的，值得大力推廣。

　　新聞鏈接

　　焦?fàn)t煤氣等溫甲烷化制LNG工藝技術(shù)由焦?fàn)t煤氣凈化、一段等溫甲烷化、深冷等工序組成。該技術(shù)與國(guó)內(nèi)外多段絕熱甲烷化技術(shù)相比具有如下創(chuàng)新點(diǎn)：一是焦?fàn)t煤氣甲烷化反應(yīng)一次完成，無(wú)循環(huán)壓縮機(jī)，無(wú)水蒸氣補(bǔ)入。二是甲烷化反應(yīng)系統(tǒng)壓力低于1.5兆帕，整體裝置能耗降低15%-20%。三是甲烷化催化劑使用溫度低于300℃，使用壽命長(zhǎng)。四是工藝流程短，投資節(jié)約70%，易于操控。

　　焦?fàn)t煤氣的凈化包括粗脫硫、TSA、PSA預(yù)處理以及精脫硫等工序。焦?fàn)t煤氣粗脫硫采用上海華西化工科技公司開發(fā)的HX-Z系列固體脫硫劑。通過(guò)脫硫后的焦?fàn)t煤氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮到0.3兆帕，自底部進(jìn)入TSA預(yù)處理器。經(jīng)TSA預(yù)處理后的氣體被送往PSA預(yù)處理器，進(jìn)一步脫除原料氣中的雜質(zhì)組分，獲得高凈化煤氣。預(yù)處理后的焦?fàn)t煤氣再經(jīng)過(guò)鈷鉬加氫和氧化鋅脫硫，把焦?fàn)t煤氣中總硫降至0.1ppm以下，獲得的精凈化煤氣再進(jìn)入甲烷化部分。

　　甲烷化工序采用上海華西化工科技公司開發(fā)的特殊一段等溫列管式甲烷化反應(yīng)器。工藝氣一次通過(guò)甲烷化反應(yīng)器，無(wú)循環(huán)氣、無(wú)需補(bǔ)入蒸汽，能耗降低，投資節(jié)省70%。

　　由于等溫列管反應(yīng)器可使甲烷化反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行，可確保一氧化碳和二氧化碳的高轉(zhuǎn)化率。另外，該反應(yīng)器還解決了催化劑熱點(diǎn)溫度過(guò)高的問(wèn)題，確保催化劑的使用壽命長(zhǎng)。同時(shí)由于反應(yīng)熱及時(shí)移出，床層溫度僅260~280℃，可以采用相對(duì)更低的壓力進(jìn)行生產(chǎn)，降低了焦?fàn)t煤氣的壓縮能耗，同時(shí)延長(zhǎng)了催化劑的使用壽命。

　　天然氣的制冷/液化工藝大體有三種類型，分別是復(fù)迭(階式)循環(huán)流程、膨脹機(jī)致冷流程和混合冷劑致冷流程。該技術(shù)采用帶預(yù)冷的混合制冷劑循環(huán)(MRC)先進(jìn)技術(shù)路線。