煤化工与甲醇化工设计通讯CoalChemicalMethanolChemicalEngineeringDesignCommunications·1·第49卷第4期2023年4月近些年，甲烷化生产工艺在国内的应用已经比较成熟，尤其在焦炉煤气制液化天然气生产工艺中应用广泛。其中极具代表性的主要有国外引进的丹麦托普索和英国戴维甲烷化工艺，国内西南化工设计院和新地能源工程研究院甲烷化工艺。甲烷化反应属于平衡常数正向减小的强放热反应，原则上低温高压有利于甲烷化的进行。本文主要从焦炉煤气甲烷化生产工艺的温度、压力和浓度等常规控制以及生产异常控制来对其进行探究，以寻求最优的生产控制方法和最安全的应急处置措施。1焦炉甲烷化生产工艺的优势甲烷化的反应原理，是碳氧化物与H2在特定催化剂的作用下反应生成CH4和水，并放出大量热，碳氧化物主要是CO和CO2。甲烷化反应的化学方程式如图1所示。图1甲烷化反应涉及的方程式焦炉煤气甲烷化生产工艺的优势在于，焦炉煤气组分中H2含量约为60%，CO含量为4%~7%，CO2含量为2%~4%，这为甲烷化反应提供了很好的原料构成。H2的量是富余的，能保证CO、CO2得到充分反应。如果装置负荷允许，还可向原料气中添加一定量的CO2，提高CH4的产出率。当然，甲烷化催化剂对于原料的要求较高，实际生产过程中需要提前对焦炉煤气中的杂质进行脱除，尤其是硫化物等易导致催化剂中毒的物质。焦炉煤气甲烷化，一般采用合成反应器和热量回收系统，流程并不复杂。以托普索甲烷化为例，其主要流程由三段绝热甲烷化反应和多段换热冷却构成，辅助系统为N2循环升温系统、蒸汽系统和凝液排放系统。应考虑催化剂对硫化物的中毒敏感性，在系统前端加设了脱硫反应器，如图2所示。R3101R3102R3103E3112E3109E3108V3103E3110V3102E3101E3105E3106E3107E3102E3103E3104E3114E3113C3101R3104图2托普索甲烷化工艺流程示意摘要：焦炉煤气综合利用，是煤焦化行业的重要价值链。“双碳”背景下，焦炉煤气甲烷化作为焦化行业碳中和的典型路径，是探索、实践节能减排和提质增效的前沿技术，必将为绿色循环低碳高质量发展作出重大贡献。基于此，主要从焦炉煤气甲烷化生产工艺的优势，探究其控制要素，以优化甲烷化工艺设计及系统改造。关键词：焦炉煤气；甲烷化；碳中和；控制中图分类号：TE665.3；TQ426文献标志码：B文章编号：1003–6490（2023）04–0001–03ControllingBasedonMethanationProductingProcessofCokeOvenGasZhangZe-kaiAbstract:Comprehensiveutilizationofcokeovengasisthei...
