調(diào)整煤氣組分，穩(wěn)定LNG生產(chǎn)

吳莉香

摘 要：在LNG的生產(chǎn)過程中，煤氣組分非常關(guān)鍵，只有把煤氣中的碳?xì)浔壤{(diào)整至一個合適范圍，我們才能保證LNG的正常生產(chǎn)，在對這一問題的探索過程中，我們改變了傳統(tǒng)的思維方式，重新修正了工藝管線，收到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：KNG；富氫氣體；生產(chǎn)；穩(wěn)定

隨著煤化工行業(yè)的不斷進(jìn)步，LNG生產(chǎn)裝置逐漸在國內(nèi)形成規(guī)模，在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的同時，國內(nèi)各大化工設(shè)計院設(shè)計技術(shù)也不斷提高。鶴崗市嘉潤能源有限公司是以焦?fàn)t煤氣為原料生產(chǎn)LNG的一家化工企業(yè)，它也是唐山市征楠焦化有限公司的下屬企業(yè)。本文以論述當(dāng)前LNG生產(chǎn)的現(xiàn)狀為切入點，分析當(dāng)前生產(chǎn)中存在的問題，進(jìn)而提出相應(yīng)的解決措施。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

鶴崗市嘉潤能源有限公司利用焦?fàn)t煤氣中的一氧化碳、二氧化碳和氫氣發(fā)生合成反應(yīng)生產(chǎn)甲烷氣，然后在經(jīng)過深冷液化，把反應(yīng)氣中的甲烷變成液態(tài)，同時分離反應(yīng)氣中的雜質(zhì)成分：富氫氣和氮氣。裝置的生產(chǎn)能力為8.2萬噸/年。

煤氣中各組分含量如下：

[組分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合計%＼&焦?fàn)t煤氣＼&57.91＼&0.57＼&4.27＼&24.19＼&7.35＼&2.88＼&2.2＼&0.63＼&100＼&]

經(jīng)過合成反應(yīng)后的氣體組分為：

[組分＼&H2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO PPm＼&CO2 PPm＼&合計%＼&合成氣＼&15.09＼&7.91＼&77.00＼&0.04＼&0＼&100＼&]

由上述氣體的組成成分可以看出，焦?fàn)t煤氣中的一氧化碳、二氧化碳幾乎全部被轉(zhuǎn)化，氫氣也按照一定的比例減少，甲烷的含量大幅度提高，在經(jīng)過-163℃的冷卻，甲烷被轉(zhuǎn)化成液體分離出來，氫氣和氮氣在不同的溫度段分別被分離出來，氫氣返回焦?fàn)t作為燃料氣供焦?fàn)t加熱。氮氣作為惰性氣體用于其他部位。

2 存在的問題

由于煤化工的市場競爭激烈，各煤化工單位為了降低生產(chǎn)成本，不斷的優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，調(diào)整配煤比例，提高氣煤、1/3焦煤等地質(zhì)年代比較短、價格較低的煤種的用量，從而影響到焦?fàn)t煤氣組分發(fā)生大幅度變化，影響LNG生產(chǎn)。

煤氣中各組分含量如下：

[組分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合計%＼&焦?fàn)t煤氣＼&52.60＼&1.07＼&5.95＼&23.46＼&9.18＼&3.59＼&2.32＼&0.83＼&100＼&]

從上表中可以看出，煤氣組分種氫氣含量降低，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 合成反應(yīng)后有剩余二氧化碳

合成反應(yīng)后，反應(yīng)氣體進(jìn)入冷箱，溫度為-163℃，如果反應(yīng)氣體中含有二氧化碳，二氧化碳在-78.5℃的情況下凝固成固態(tài)干冰，堵塞冷箱內(nèi)管路，嚴(yán)重時甚至凍裂管道，直至造成停產(chǎn)，給公司帶來損失。

經(jīng)過合成反應(yīng)后的氣體組分為：

[組分＼&H2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO PPm＼&CO2 PPm＼&合計%＼&合成氣＼&5.29＼&4.27＼&90.44＼&17.02＼&9104＼&100＼&]

2.2 溫度不好控制

在進(jìn)行反應(yīng)過程中，由于煤氣中一氧化碳和二氧化碳含量較高，反應(yīng)比較劇烈，合成甲烷的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。劇烈的反應(yīng)放出大量熱量，調(diào)節(jié)手段無法控制溫升，要求550℃的溫度，在瞬間上升到600℃以上，給合成催化劑造成損害，減少使用壽命。

經(jīng)過討論，我們一致認(rèn)為，要想同時解決這兩方面的問題，必須改變煤氣組分，降低一氧化碳、二氧化碳的濃度，提高氫氣組分含量，如果解決配合煤的問題，可能要增加成本，得不償失，所以我們決定，把反應(yīng)后的富氫氣體接入氣柜用來稀釋原料氣，不再進(jìn)行返回焦?fàn)t加熱。

3 采取的措施

針對上述存在的問題，為了確保生產(chǎn)穩(wěn)定，使公司的經(jīng)濟(jì)效益不受到影響，經(jīng)過系統(tǒng)的研究，主要采取以下措施：將氣柜引入到氫氣的引入中，我們在把富氫氣體引入氣柜時，同時引入一條管道到焦?fàn)t，這樣如果碳?xì)浔壤线m，我們就繼續(xù)把富氫氣體引入焦?fàn)t，如果碳?xì)浔壤缓线m就引入氣柜，這樣煤氣組分隨時可以根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，我們對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了總結(jié)。

煤氣中各組分含量如下：

[組分＼&H2%＼&O2%＼&N2%＼&CH4%＼&CO%＼&CO2%＼&C2H4%＼&C2H6%＼&合計%＼&焦?fàn)t煤氣＼&57.92＼&1.01＼&4.65＼&23.01＼&8.07＼&2.32＼&2.2＼&0.78＼&100＼&]

從上表中可以看出，經(jīng)調(diào)整后的煤氣組分和正常生產(chǎn)的組分非常接近，完全可以保證正常生產(chǎn)。

4 結(jié)論

經(jīng)過調(diào)整后，我們觀察一段時間，只要發(fā)現(xiàn)進(jìn)入氣柜的氣體組分變化，立刻打開富氫氣體管線，把富氫氣體返回氣柜，所以不合格的氣體還沒有從氣柜出口出來，就已經(jīng)被稀釋，完全能夠保證出口的煤氣組分合格，而且生產(chǎn)也非常穩(wěn)定，有效的實現(xiàn)了焦化企業(yè)LNG生產(chǎn)的可持續(xù)穩(wěn)定、提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

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