浅析煤制天然气的工艺流程与经济性

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1、学兔兔www.xuetutu.com刘芹等浅析煤制天然气的工艺流程与经济性25浅析煤制天然气的工艺流程与经济性刘芹邢涛中石化宁波工程公司宁波315103摘要描述以煤为原料制取高效清洁的代用天然气技术路线及其关键技术之一一甲烷化技术，采用PROⅡ对煤制代用天然气工艺进行流程模拟计算，并分析其经济性。关键词代用天然气(SNG)甲烷化经济性随着我国城市化进程的推进，对天然气的需先简要描述总工艺流程，并介绍其中甲烷化技求将持续攀升。而我国天然气储量并不丰富，为术；其次对流程进行模拟计算，得出客观可靠数了保障城市天然气的供应，我国2007年11月已

2、据；最后分析对煤制SNG在节能减排方面的优经禁止天然气制甲醇，并且限制煤炭充足地区的势以及经济性。天然气发电。据预测，我国2010年、2015年和2020年对天然气的需求分别达到1200亿m、1工艺简介1700亿m和2000亿1TI，相应地，天然气缺口项目工艺流程框图见图1。分别为300亿m、650亿m和1000亿Ill。目网—卜———前我国天然气的进口途径主要有两条：一条是从—俄罗斯和中亚国家通过长输管道进口的天然气；另一条是在东南沿海等地进口的液化天然气图1煤制SNG工艺流程框图(LNG)。地缘政治和国际天然气的运输及价格都将影响我国

3、天然气的供应。因此，发展煤制代煤制SNG技术利用褐煤等劣质煤炭，通过用天然气(SubstituteNaturalGas—SNG)就具有煤气化、一氧化碳变换、酸性气体脱除、高温甲保障我国能源安全的重要性。烷化工艺生产代用天然气。其中气化采用BGL煤制SNG可以高效清洁地利用我国较为丰技术，并配有空分装置和硫回收装置。主要流程富的煤炭资源，尤其是劣质煤炭；还可利用生物为：原煤经备煤单元处理，经煤锁送气化炉。蒸质资源，拓展生物质的利用形式，生产短缺的天汽和来自空分的氧气作为气化剂从气化炉下部喷然气，然后并人现有的天然气管网；再利用已有人。在气化

4、炉，煤和气化剂逆流接触，煤经过干的天然气管道和天然气联合循环(NGCC)电燥、干馏和气化、氧化，生成粗合成气，其主要厂，在冬天供暖期间，将生产的代用天然气供给组成为氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化工业和民用作为燃料用于供暖；在夏天用电高峰氢、油和高级烃。粗合成气经急冷和洗涤送变换时，部分代用天然气用于发电；在非高峰时期，单元，经过部分变换和工艺废热回收，进酸性气可以转变为LNG以作战略储备；从而省去新建体脱除单元脱除硫化氢、二氧化碳及其它杂质，燃煤电厂或改建整体煤气化联合循环(IGCC)送甲烷化单元，经预热后送硫保护反应器，脱硫电厂的

5、投资和建铁路等基础设施的费用，并保证天然气供应的渠道和实现CO的减排。由此可后进甲烷化反应器，得到合格的天然气产品，再见，煤制SNG是一举数得的有效措施，有望成经压缩干燥送天然气管网。为未来劣质煤炭资源和生物质资源等综合利用的2甲烷化技术发展方向。本文以某厂煤制SNG项目为例，首刘芹工程师。2001年毕业于西北大学化学工程专业。主要从事合成氨和煤制天然气工艺系统设计。联系电活：(0574)87974872，E—mail：

6、iuq@snec．corn。学兔兔www.xuetutu.com26CHEMICALENGINEERINGDESlGN

7、2．1托普索10Nm／a(20亿Nm／a)，其中甲烷含量为96．46％。以常温常湿空气干燥(ad)的原料煤丹麦托普索公司开发的甲烷化循环工艺煤质组成见表1，高位发热量为26．89Ⅲ／kg。(TREMP)技术具有丰富的操作经验和实质性表1原料煤煤质组成(％)工艺验证，保证了这一技术能够用于商业化。该水分灰分全硫碳氢氧氯工艺已经在半商业规模的不同装置中得到证明，121142802769053839．680004在真实工业状态下生产200～3000m／h的SNG。在TREMP工艺中，反应在绝热条件下进行。反应产生的热量导致了很高的温升，通过循环

8、来3．2物流数据控制第一甲烷化反应器的温度。TREMP工艺一通过流程模拟得到流量、温度和压力见表般有三个反应器，第二和第三绝热反应器可用一2，组成见表3，其中物流号与图l相对应。个沸水反应器(BWR)代替，虽投资较高，但表2物流的流量、湿度和压力能够解决空间有限问题。另外，在有些情况下，采用四个绝热反应器是一种优化选择，而在有些条件下，使用一个喷射器代替循环压缩机。除核心技术外，因为生产甲烷的过程要放出大量的热量，如何回收利用甲烷化热量是这项技术的关表3物流组成(mol／％)键。托普索工艺可以将这些热量再次利用，在生产天然气的同时，产出高

9、压过热蒸汽。2．2Davy20世纪90年代末期，Davy工艺技术公司获得了将CRG技术对外转让许可的专有权，并进一步开发了CRG技术和最新版催化剂。Davy甲烷化工艺技术除具有托普索TREMP