兰炭煤气制天然气的优化方案

兰炭煤气制天然气工艺可以分为两种，一种是物理分离工艺流程，即先压缩预处理、变换、脱碳，然后利用物理方法提出兰炭煤气中的甲烷和多碳烃而得到合成天然气（SNG），再制得压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG）；另一种是甲烷化工艺流程，先压缩预处理，然后甲烷化，再分离得到合成天然气，最后进行压缩得到CNG；当用PSA技术对富氢气体进一步提纯时，可以得到纯度99.99%以上的纯氢。

内蒙古某企业在褐煤低温热解生产兰炭的工艺中，采用图5-4的工艺过程制取LNG，将制取的H2用于煤焦油加氢生产汽油和柴油，CO2用于酚钠的分解生产粗酚。

图5-4　兰炭煤气制LNG工艺

近些年来，西南化工研究设计院对焦炉气甲烷化技术进行了系统性的研究与开发，于2009年完成历时1000多小时的焦炉气甲烷化中试（处理气量为1000 m3／h），并通过四川省科技厅组织的鉴定。中试结果表明，自主研发的CNJ-5甲烷化催化剂强度高，具有良好的低温活性、热稳定性和抗积碳性；多段和循环甲烷化工艺流程相对简单，投资较低，工艺技术先进，全流程节能效果显著，具有较强的竞争力。目前，已完成焦炉气甲烷化制SNG-CNG／LNG初步设计，正在加快推进工业化示范与推广。

甲烷化工艺与物理分离工艺比较，甲烷化工艺流程的优势体现在流程简捷、能耗低、资源利用率与甲烷回收率高，主要包括四点。(www.xing528.com)

（1）可减少脱碳装置。由于制取LNG进行的低温分离必须把CO2脱至100×10-6以下，CNG的国家标准要求CO2小于3%。而通过甲烷化工艺可以达到上述要求，因而不需另加脱碳装置。

（2）可以提高CH4产量。由于甲烷化把CO、CO2变成了CH4，可增加CH4产量约33%。

（3）可使分离过程简化。焦炉气中有H2、CO、CO2、N2、CH4、Cn Hm等成分，甲烷化后仅剩H2、CH4、N2三个主要成分，因此分离过程简化，分离效率提高。

（4）由于提高了CH4含量，可使处理气量大大减少，提高分离效率。生产等量的甲烷产品，其处理气量（负荷）仅为非甲烷化流程的一半甚至更低，降低能耗。

上述焦炉气甲烷化工艺已开始在兰炭煤气甲烷化工艺设计中得到采用。