调整煤气组分，稳定LNG生产

吴莉香

摘 要：在LNG的生产过程中，煤气组分非常关键，只有把煤气中的碳氢比例调整至一个合适范围，我们才能保证LNG的正常生产，在对这一问题的探索过程中，我们改变了传统的思维方式，重新修正了工艺管线，收到了良好的效果。

关键词：KNG；富氢气体；生产；稳定

随着煤化工行业的不断进步，LNG生产装置逐渐在国内形成规模，在引进国外先进技术的同时，国内各大化工设计院设计技术也不断提高。鹤岗市嘉润能源有限公司是以焦炉煤气为原料生产LNG的一家化工企业，它也是唐山市征楠焦化有限公司的下属企业。本文以论述当前LNG生产的现状为切入点，分析当前生产中存在的问题，进而提出相应的解决措施。

1 生产现状

鹤岗市嘉润能源有限公司利用焦炉煤气中的一氧化碳、二氧化碳和氢气发生合成反应生产甲烷气，然后在经过深冷液化，把反应气中的甲烷变成液态，同时分离反应气中的杂质成分：富氢气和氮气。装置的生产能力为8.2万吨/年。

煤气中各组分含量如下：

[组分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合计%＼&焦炉煤气＼&57.91＼&0.57＼&4.27＼&24.19＼&7.35＼&2.88＼&2.2＼&0.63＼&100＼&]

经过合成反应后的气体组分为：

[组分＼&H2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO PPm＼&CO2 PPm＼&合计%＼&合成气＼&15.09＼&7.91＼&77.00＼&0.04＼&0＼&100＼&]

由上述气体的组成成分可以看出，焦炉煤气中的一氧化碳、二氧化碳几乎全部被转化，氢气也按照一定的比例减少，甲烷的含量大幅度提高，在经过-163℃的冷却，甲烷被转化成液体分离出来，氢气和氮气在不同的温度段分别被分离出来，氢气返回焦炉作为燃料气供焦炉加热。氮气作为惰性气体用于其他部位。

2 存在的问题

由于煤化工的市场竞争激烈，各煤化工单位为了降低生产成本，不断的优化原料结构，调整配煤比例，提高气煤、1/3焦煤等地质年代比较短、价格较低的煤种的用量，从而影响到焦炉煤气组分发生大幅度变化，影响LNG生产。

煤气中各组分含量如下：

[组分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合计%＼&焦炉煤气＼&52.60＼&1.07＼&5.95＼&23.46＼&9.18＼&3.59＼&2.32＼&0.83＼&100＼&]

从上表中可以看出，煤气组分种氢气含量降低，而一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等成分均有不同程度的提高，造成以下后果。

2.1 合成反应后有剩余二氧化碳

合成反应后，反应气体进入冷箱，温度为-163℃，如果反应气体中含有二氧化碳，二氧化碳在-78.5℃的情况下凝固成固态干冰，堵塞冷箱内管路，严重时甚至冻裂管道，直至造成停产，给公司带来损失。

经过合成反应后的气体组分为：

[组分＼&H2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO PPm＼&CO2 PPm＼&合计%＼&合成气＼&5.29＼&4.27＼&90.44＼&17.02＼&9104＼&100＼&]

2.2 温度不好控制

在进行反应过程中，由于煤气中一氧化碳和二氧化碳含量较高，反应比较剧烈，合成甲烷的反应是放热反应。剧烈的反应放出大量热量，调节手段无法控制温升，要求550℃的温度，在瞬间上升到600℃以上，给合成催化剂造成损害，减少使用寿命。

经过讨论，我们一致认为，要想同时解决这两方面的问题，必须改变煤气组分，降低一氧化碳、二氧化碳的浓度，提高氢气组分含量，如果解决配合煤的问题，可能要增加成本，得不偿失，所以我们决定，把反应后的富氢气体接入气柜用来稀释原料气，不再进行返回焦炉加热。

3 采取的措施

针对上述存在的问题，为了确保生产稳定，使公司的经济效益不受到影响，经过系统的研究，主要采取以下措施：将气柜引入到氢气的引入中，我们在把富氢气体引入气柜时，同时引入一条管道到焦炉，这样如果碳氢比例合适，我们就继续把富氢气体引入焦炉，如果碳氢比例不合适就引入气柜，这样煤气组分随时可以根据实际情况进行调节，我们对试验数据进行了总结。

煤气中各组分含量如下：

[组分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合计%＼&焦炉煤气＼&57.92＼&1.01＼&4.65＼&23.01＼&8.07＼&2.32＼&2.2＼&0.78＼&100＼&]

从上表中可以看出，经调整后的煤气组分和正常生产的组分非常接近，完全可以保证正常生产。

4 结论

经过调整后，我们观察一段时间，只要发现进入气柜的气体组分变化，立刻打开富氢气体管线，把富氢气体返回气柜，所以不合格的气体还没有从气柜出口出来，就已经被稀释，完全能够保证出口的煤气组分合格，而且生产也非常稳定，有效的实现了焦化企业LNG生产的可持续稳定、提高了企业的经济效益。

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