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焦炉煤气制甲醇与制天然气对比分析

【摘要】估算了我国焦炉煤气的资源量及分布，简述了焦炉煤气

的主要用途，简述了焦炉煤气制甲醇与焦炉煤气制lng两种工艺，

并从7个方面进行对比分析，指出用焦炉煤气生lng效益较好。

【关键词】焦炉煤气制甲醇焦炉煤气制lng对比分析

1我国的焦炉煤气简况

焦炉煤气（cog）是指经过配比的炼焦煤在焦炉中经过高温干馏

后，与焦炭和焦油品的同时出的一种可燃性气体，是炼焦副

品。平常所述的焦炉煤气是焦化厂经过化车间“四脱”（脱焦、

脱硫、脱氨、脱苯）处理后的净焦炉煤气，其主要成分为氢气（体

积分数55～60%）和甲烷（23～27%）。2012年焦炭量4.4亿吨，

其中，1/3来自于钢铁联合企业，2/3来自独立焦化企业；而独立

焦化企业主要分布在山西、河南、山、云南、内蒙等地，其中山

西为世界上焦炭最大聚集地。我国每年可供综合利用的焦炉煤气高

达1700亿方。

每1吨焦炭大约会副焦炉煤气420m3，其中一半用于焦炉回炉，

其余部分必须进行回收净化处理，有很多非钢焦化企业所的焦炉

煤气无法利用被直接燃烧排放（俗称“点天灯”），既造成大量的资

源浪费，同时又造成严重的大气污染。

2焦炉煤气的综合利用

2.1焦炉煤气可用于工业与民用燃料、发电、化工原料、还原剂

直接还原炼铁、制氢、生天然气等用途

在工业与民用燃料方面：工业生，如金属镁锻造等；亦可接入

城市供气管网作为居民用气。发电方面：焦炉煤气可替代燃煤进行

发电。化工原料方面：可利用焦炉煤气生合成氨、尿素、甲醇等，

也可合成生清洁燃料油；还原炼铁：焦炭是高炉炼铁过程的还原

剂（co作为还原剂），焦炉煤气可以作为直接还原炼铁的还原剂。

制氢：焦炉煤气主要成分为氢气（体积分数55～60%）和甲烷（23～

27%），因此可以焦炉煤气为原料制备氢气。目前一般采用变压吸附

法（psa）提取氢气。生合成天然气（sng）：是近年来的技术方

向，合成的天然气品可利用管道输送到用户，也可以加工成压缩

天然气（cng）或液化天然气（lng）。

2.2焦炉煤气制甲醇工艺

甲醇是基本有机原料和燃料，用途广泛。由焦炉煤气生甲醇的

关键是将焦炉煤气中的甲烷转化为氢、一氧化碳。国内经过多年的

摸索和研究，开发出了纯氧部分氧化制甲醇技术，包括催化、非催

化工艺。

焦炉煤气制甲醇的工艺流程，由焦炉煤气压缩、精脱硫、转化工

序、甲醇合成、甲醇精馏等。甲烷转化技术主要有蒸汽转化、非催

化部分氧化转化、纯氧催化部分氧化等几种工艺。目前多采用纯氧

催化部分氧化工艺，该工艺流程相对比较简单，比蒸汽转化法反应

速率快，转化率高，技术成熟，投资较小，在目前已投的装置中

利用最多，已经有40多套，生能力超过600万t以上。其工艺

流程见图1。

2.3焦炉煤气生lng工艺

天然气作为清洁能源，在全球能源供应中的比例迅速增加，是全

球增长最迅猛的能源行业之一。近年来全球lng的生和贸易日趋

活跃，lng已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。

利用剩余焦炉煤气生lng，既有效解决了焦炉尾气的排放问题，

又具有十分可观的经济效益和社会效益。

焦炉煤气制lng技术工艺过程主要有焦炉煤气净化、甲烷化、分

离、加压、深冷液化等几个部分。其工艺流程见图2。

3焦炉煤气制甲醇与制天然气对比分析

3.1工艺技术

焦炉煤气制甲醇与制lng的工艺比较见下表1所示：

从上表1可知，焦炉煤气制lng的工艺相对较简单。

3.2能耗

甲醇的能耗和焦化企业的焦炭能有关，如果焦炭的能较小，

用焦炉煤气生甲醇的能耗增加。

焦炉煤气制lng过程中，大部分氢气在液化之前被脱除，不参加

甲烷化及低温分离