气煤联产甲醇天然气转化工艺方案选择

《气煤联产甲醇天然气转化工艺方案选择》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2期(总第153期)煤化工No．2(TotalNo．153)2011年4月CoalChemicalIndustryApr．2011气煤联产甲醇天然气转化工艺方案选择周芳邓均辉王涛(中国成达工程有限公司，四川成都610041)摘要介绍了气煤联产甲醇氢碳互补和天然气转化工艺原理，分析了不同转化工艺的过剩氢，对一段与二段转化的天然气消耗、煤气变换率、c0排放、动力捎耗、投资进行了比较，指出了一段蒸汽转化能起到很好的补氢作用，可使水煤气的变换率为最低，一段蒸汽转化无论是在天然气消耗、动力消耗、c0排放，还是投资上均优于二段转化，是气煤联产甲醇的最佳转化方案。关键

2、词气煤联产甲醇天然气转化工艺文章编号：1005—9598(2011)一02—0017—03中图分类号：TQ54文献标识码：B引言以煤和天然气为原料生产甲醇时，根据甲醇合成气氢碳比的要求，煤气化的合成气c0过量，必须由c0变换为H。，而天然气转化的合成气H过量，因此，气煤联产甲醇的突出优点正是充分发挥天然气制转化气和煤制气的各自优势，达到同样的原料可以最大限度地多产甲醇的目的，可以不排或少排c0，以提高图1气煤联产甲醇工艺流程示意图碳的转化率，达到节能减排的目的，实现经济效益和然气为原料生产甲醇是氢多碳少，通常采用补碳的方社会效益的合理化和最大化。本文从原理

3、和工程两方式，来满足甲醇合成对氢碳比的要求，补充的c0可面，分析阐明了一段转化是气煤联产甲醇的最佳转化来自转化炉排烟中回收的c0或其他装置的CO；采方案。用单一的煤为原料生产甲醇是碳多氢少，必须用部分1气煤联产甲醇的理论分析c0变换制H来满足氢碳比，可见充分利用天然气转化多余的氢和煤气化多余的碳，可以实现优势互补，1．1气煤联产甲醇的氢碳互补工艺原理达到多产甲醇，并且在适当的气煤规模配比下，可以气煤联产甲醇的工艺流程见图1。天然气经转化达到煤气化生产的粗煤气不用变换和煤头部分不用和热回收后的转化气进人合成气压缩机低压缸，煤基排放变换的c0的双重目的[。净化

4、气和氢回收的渗透气一起进入合成气压缩机高主要的甲醇合成反应方程式如下[23：压缸，经合成气压缩机压缩后，进入合成回路，发生甲CO+2H2一CH30H(1)醇的合成反应，系统中抽出的弛放气进入膜分离氢回CO2+3H2一CHzOH+H20(2)收系统，膜分离非渗透气用作天然气转化的燃料气。典型的粉煤和水煤浆气化的煤气组成列于表1。理想的甲醇合成反应氢碳比为2．00～2．05(即=(H2-C0)／(C0+CO)=2．00～2．05)，而采用单一的天收稿日期：201卜0卜16作者简介：周芳(1978一)，女，2001年本科毕业于沈阳化工学院，2004年硕士毕业于四

5、川大学，工程师，主要从事天然气化工和煤化工工艺设计工作。一18煤化工2011年第2期从表1的典型组成可知，不管是采用粉煤气化，综上分析的结论如下：还是水煤浆气化，氢碳比都较低，单独制取甲醇时，都(1)部分氧化H不足，在煤气联产甲醇工艺中是必须通过c0变换来弥补氢气的不足，其变换反应的不可取的；(2)二段转化工艺过剩H不多，基本不起方程式如下：补氢作用；(3)一段蒸汽转化能起到很好的补氢作用，CO+H20一C02+H2(3)可见在气煤联产甲醇中，一段转化是最佳的选择。从反应式(1)可知，lmol的cO生成lmol的cH0H，2一段转化与二段转化工程比较如果在

6、煤头的变换部分多变换lmol的c0，根据反应式(3)，该lmol的c0将生成lmol的cO，并在脱硫脱2．1比较的前提碳部分将其脱除，就相当于少生成lmol的cH0H，多(1)向下游外输相同规格和相同量的H，和合成气。排放lmol的c0，，要想达到相同的甲醇产量，就只有(2)天然气转化的燃料气先使用装置下游和本装多消耗原料气，如果变换制H。的cO与天然气转化的置提供的尾气，不足部分由天然气补充。合成气中的过量H反应，便可多产lmol的甲醇，而(3)原料天然气的压力按1．0MPa(A)计。且少排放lmol的cO，可见煤气联产的同时，匹配适2．2一段转化与二段

7、转化的综合比较当的不变换或少变换工艺，可以实现节省原料气和基于上述的比较前提，在相同的年产180万t甲少排变换的c0的双重目的。醇产量的情况下，进行了一段转化和二段转化的模拟1．2天然气转化工艺原理和过量氢分析计算和工程分析，其主要结果见表3。天然气转化工艺包括一段转化、二段转化和自热表3一段转化和二段转化的计算结果比较部分氧化，其中二段转化包括传统二段转化和换热式二段转化；自热部分氧化包括催化部分氧化和非催化一段转化二段转化部分氧化。但转化工艺总的反应原理归纳为：蒸汽甲醇产量／t·h225225工艺天然气／m。·h95687103667转化和部分氧化两类

8、。燃料天然气／mh。2464021280蒸汽转化：cH4+H20一