煤制天然气工艺技术简介共102页文档
煤制天然气工艺简介2011.3.26
工作原理
• 工作原理：根据工艺装置副产的低压蒸汽
平衡，制冷装置方案确定为混合制冷即先
将甲醇洗返回气氨用压缩机升压至0.3
MPa(a)，然后用低压蒸汽吸收制冷。
ZGSX
气态
1
Q
液态
2
冷凝
W
压缩
节流
4
蒸发
QL
3
蒸汽制冷压缩原理图
3、硫回收
• 硫回收方法根据工艺流程选择和当地产品销路情况，
产品可以是硫磺（S）或硫酸(H2SO4)。
灰 去 渣 池
煤锁加煤过程
• 粒度为6-50mm的原料煤通过皮带加入
煤斗，煤锁泄压完成后打开煤锁上锥阀，
煤进入煤锁至正常料位后关闭煤锁上锥
阀。 • 打开煤锁充压阀，用来自低温甲醇洗的 二氧化碳进行充压，直至煤锁压力与气 化炉内压力相同，然后关闭煤锁充压阀。
煤锁加煤过程
• 打开煤锁下锥阀，将煤加入气化炉内，
ZGSX
• 氨回收： • 来自酚回收的氨气（约含10％的水蒸汽）首先 进入氨气净化塔并向塔内喷入稀氨水，在塔内 既进行稀氨水对氨气的吸收变为氨水，同时也 进行氨水的热汽提，被汽提出来的氨气和少量 不凝气从塔顶引出，经换热器冷却的同时喷入
脱盐水吸收氨气变为氨水，而不凝气不溶于水
直接将其放空。
5.备煤装置
• CO2+4H2＝CH4+2H2O （煤制甲烷气的反应）
煤气的净化
• 变换气中酸性气的脱除，主要分物理吸收和化学吸收 两大类，化学吸收较有代表性的有热钾碱等，其主要 的缺点是溶液再生需耗大量的热，吸收能力较低。因 本工程气体处理量大，气体中硫化氢、二氧化碳含量 高，可行的办法是选择低温甲醇洗脱硫脱碳技术，工 艺软件包采用 低温甲醇洗专利技术。
煤制天然气.
Байду номын сангаас
煤制天然气是指煤经过气化产生合成气，再经过甲烷
化处理，生产代用天然气（SNG）。
耗水量较低 是生产石油 替代产品 的有效途径
优 势
转化效率较高
环境影响较小
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1000Nm3甲烷需要4.8吨煤作为原料和燃料。
单击此处编辑母版标题样式 第一节、概述
一、煤制天然气的必要性
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2
成本
投资
能耗
我国的能源消费情况和能源格局
煤化工行业发展及天然气消费量增长 能源效率最高，是最有效的煤炭转化利用方式
二、煤制天然气的技术经济问题
1000Nm3甲烷需 4.8吨煤。生产成 本为1.60元/Nm3 销售价格大于2.50 元/Nm3
Lurgi 气化技术， 煤制天然气装置的 投资为：1亿Nm3 甲烷的投资大约为 5-7亿元 Lurgi 气化技术， 煤制天然气装置的 过程能量利用率为 56.6%，比较高 （主产业链较短）
煤制天然气工艺流程
煤制天然气工艺流程煤制天然气是一种利用煤炭作为原料生产天然气的工艺过程。
下面将介绍一种常用的煤制天然气工艺流程。
首先，将煤炭经过破碎和磨粉处理，使其粒度适中。
然后，将磨碎后的煤炭送入煤气化炉中。
煤气化炉是一个高温、高压的反应器，通过加热和压力作用下，将煤炭转化为气体。
在煤气化炉中，煤炭与氧气和水蒸气进行反应，生成一系列的气体产物。
其中主要包括一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）和甲烷（CH4）等。
接下来，煤气化产物通过煤气净化系统进行处理。
首先，通过冷凝、尘埃过滤和废气吸收等方式，去除煤气中的固体颗粒和颗粒物。
然后，利用硫化氢吸收剂、苛化剂等，去除煤气中的硫化氢、苯和其他有机硫化物。
此外，还可以通过吸附剂和催化剂去除煤气中的一氧化碳、二氧化碳等不希望的组分。
经过净化处理后，煤气进入一个叫做合成合成的反应器。
在合成器中，煤气中的甲烷被进一步转化为天然气。
这一反应过程主要通过水蒸气重整和甲烷蒸腾两个步骤进行。
在水蒸气重整过程中，甲烷和水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成氢气和二氧化碳。
而在甲烷蒸腾过程中，甲烷在高温下发生催化裂解，产生氢气和固碳副产物。
最后，合成气进一步经过变换处理，使其成为高纯度的天然气。
变换器采用一系列催化剂和反应器，在合成气中进行一系列反应，调整气体的组分和比例。
主要的反应包括甲烷重整、甲醇合成、硝基洗涤和氢气选择性催化氧化等。
这些反应不仅可以去除合成气中的残留物质，还可以调整气体的C/H比例，使其更加接近自然天然气。
以上就是一种常用的煤制天然气工艺流程。
通过煤炭的气化和合成反应，可以将煤炭转化为高品质的天然气。
这种工艺不仅可以有效利用煤炭资源，减少对天然气的依赖，还可以降低煤炭的燃烧排放和环境污染。
因此，煤制天然气作为一种清洁能源转化技术，具有重要的应用前景和意义。
煤合成天然气的工艺流程
煤合成天然气的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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煤制天然气工艺
注：上述反应为吸热反应,氧气作用是燃烧部分碳 提供过程所需热能。
(b) 气体的净化,主要是脱除酸性气体CO2和含硫化合物。 (c) 利用水煤气变换反应调节H2 / CO 大约为 3 : 1。
CO + H2O CO2 + H2 ΔH = - 41 kJ / mol (d) 甲烷化反应
CO + 3H2 CH4 + H2O ΔH = - 206 kJ / mol CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O ΔH = - 165 kJ / mol
➢ 2008 年11 月，新奥集团煤基甲烷项目投料的试车成功(产品甲烷含 量达95. 67 %) 表明煤基甲烷化的可行性，为日后建设大型煤基甲 烷生产装置积累了宝贵的经验。
概况
❖ 市场供不应求投资天然气利润巨大
➢ 2000～2008年，我国天然气消费量 年均增长16.2%。
➢ 以同等热值计算，天然气目前价格 均低于油、电、液化气的价格，价 格与价值不相符。
➢ 丹麦托普索公司1978 年在美国建成7.2万m3/d 的合成天然气厂， 1981 年由于油价降低，被迫关停。最近, 托普索公司为美国某公司 完成了一个420万m3/d合成天然气工厂的前期工作。
➢ 1984 年美国大平原建成389万m3/d 的煤制天然气工厂, 产品气含甲 烷96%, 该厂建成至今, 正常运行20 多年。
煤直接甲烷化
➢ 煤在一定的温 度和压力下用煤 直接制产品富甲 烷气的工艺。
基本原理
❖ 煤间接甲烷化过程
(a) 在水蒸汽和氧气存在下, 气化煤来生产合成气(H2 + CO)。
C + H2O CO + H2
ΔH = 135 kJ / mol
煤制天然气
在气提塔内进行，液 硫被通过其中的空气
十单击一此、处编煤辑母制版天标题然样式气
概述
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煤制天然气工艺
2
天然气脱硫
3
4
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第单击一此节处编、辑概母版述标题样式
煤制天然气是指煤经过气化产生合成气，再经过甲烷 化处理，生产代用天然气（SNG）。
是生产石油
优
替代产品
势
的有效途径
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耗水量较低 转化效率较高 环境影响较小
1000Nm3甲烷需要4.8吨煤作为原料和燃料。
三、甲烷化
主要反应:
CO + 3H2 = CH4 + H2O CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O
1. 反应热的撤热问题 2. 甲烷化工艺回路（稀释法、冷激法） 3. 多级反应器串联（三级甲烷化） 4. 甲烷合成的压力（高压力利于甲烷化和缩小设备体积） 5. 甲烷化反应的产物（ 大量CH4、微量N2,H2,CO,CO2 ） 6. 甲烷化催化剂（还原镍、RHM-266, M-349, MCR-2X）
反应 机理
工艺 流程
化学 药剂
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最重要，保证溶液的稳定性和 操作的连续性。有利于硫磺的生 成和沉降，抑制副反应的发生。
第单击三此节处编、辑天母版然标气题样脱式硫
一、天然气脱硫与硫磺回收结合新工艺
H2S（g）+
OH- = 细菌
HS-
+
H2O2.
生物脱硫技术
HS- + 1/2O2 = S0 + OH-
第单击一此节处编、辑概母版述标题样式
一、煤制天然气的必要性
我国的能源消费情况和能源格局 煤化工行业发展及天然气消费量增长 能源效率最高，是最有效的煤炭转化利用方式
第十一章 煤制天然气
反应温度对H2S转化率的影响： 1）高温区域： 2）低温区域： 3）硫磺的存在方式
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单击此处编辑母版标题样式 第三节、天然气脱硫——硫磺回收工艺 各种不同的实现方式区别在于脱硫装置的酸气质量 我们根据不同的酸气组成，设计不同的酸气进料方式。 ④.过程气再热方式 ①.直流法
优先选择
特点： ⑴ 燃烧炉 ⑵ 一级催化剂 ⑶ 二级催化剂
一、天然气脱硫与硫磺回收结合新工艺
1. Lo-cot工艺
证溶液的稳定性和 操作的连续性。有利于硫磺的生 成和沉降，抑制副反应的发生。
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单击此处编辑母版标题样式 第三节、天然气脱硫
一、天然气脱硫与硫磺回收结合新工艺
H2S（g）+ OH- = HS- + H2O 细菌 HS- + 1/2O2 = S0 + OH-
Lurgi 气化技术， 煤制天然气装置的 投资为：1亿Nm3 甲烷的投资大约为 5-7亿元 Lurgi 气化技术， 煤制天然气装置的 过程能量利用率为 56.6%，比较高 （主产业链较短）
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成本
投资
能耗
单击此处编辑母版标题样式 第二节、煤制天然气工艺
一、工艺组成：
煤气化、空分、部分变换、净化(低温甲醇洗)、甲烷化
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单击此处编辑母版标题样式 三级甲烷化工艺流程图
第一级：650-700℃；第二级：500℃左右；第三级：350℃左右
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单击此处编辑母版标题样式 第三节、天然气脱硫
H2S的吸收：H2S + H2O = H2S（水相）+ H2O 一步电离： H2S（水相）=H+ + HS二步电离： HS- = H+ + S2吸收（氧化）反应：2Fe3+ + S2- = 2Fe2+ + S0 氧气吸收： O2 + H2O = 2O（水相）+ H2O 再生（还原）：2Fe2+ + O（水相）+ H+ =2Fe3+ + H2O 总反应：H2S +1/2 O2 = H2O + S0 总副反应：2HS- +3/2 O2 = H2S2O3
焦炉煤气制天然气工艺
焦炉气压缩机工艺参数
名称
吸气压力 排气压力 吸气温度 排气温度 安全阀开启 压力
单位
Mpa（A） Mpa（A） ℃ ℃
一级
0.095 0.255 40 139
二级
0.255 0.563 40 118
三级
0.563 1.216 40 114
四级
1.216 2.6 40 112
Mpa（C） m³/min
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
工 艺 指 标 / 内 容
脱硫塔阻力小于1000Pa 煤气入脱硫塔温度小于35℃ 入塔循环液温度高于入塔煤气3~5℃ 溶液循环量650—850m³/h 循环泵出口压力大于0.55MPa 再生塔压缩空气入口压力大于0.5MPa 脱硫液PH值8.5-9.1 循环液副盐含量小于250g/L,最高不大于280g/L 循环液总碱度20-35g/L 循环液悬浮硫小于1.5g/L 煤气入口H2S含量4-6g/L 焦油含量小于50mg/m³,出口H2S含量小于20mg/m³ 各电机温度小于60℃
湿 法 脱 硫 设 备 参 数
序 号
名称
脱硫塔 再生塔 溶液循环槽
规格型号
介质 PDS+栲胶脱硫液， 焦炉煤气
脱硫液，空气， 硫磺泡沫 PDS+栲胶脱硫液
压力 （MPa)
温度 （℃）
数量
1 2
Φ =6000 H=37810 Φ =4600/6000 H=49460 Φ =7510 H=7900 V=340m³ Φ =7520 H=7900 V=340m³ DFCZ250-500C Q=850m³/min H=60m
介 质 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 焦炉气 管内焦炉气或氮气
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31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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