煤制天然气工艺.ppt

Company Logo Company LOGO Company Logo 煤制天然气简介 纲 要 煤制天然气概况 1 基本原理 2 甲烷化技术 3 小结 4 概 况 煤制天然气发展历史 20世纪70年代, 第一次石油供应危机，当时西德鲁奇公司和南非煤、油、气公司，建成一套半工业化煤制天然气试验装置。同时, 鲁奇公司和奥地利艾尔帕索天然气公司建设了另一套半工业化的天然气试验装置。都进行了较长时期的运转, 取得了可喜的试验成果。 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。 20世纪80年代至90年代，我国大连化物所在低热值煤气甲烷化制取中热值城市煤气方面进行了大量工作, 并相继建成了10个工厂。 因此, 煤制天然气技术成熟、可靠。 概 况 产业政策鼓励作后盾 发展煤制天然气 市场供不应求、利润巨大 大部分技术已国产化 能源利用效率最高 概 况 产业政策鼓励煤化工发展作后盾 国家“十一五”规划以及西部大开发规划。 国家出台的《石化产业调整和振兴规划》更是将煤制天然气列为煤化工的5类示范工程之一。 大部分技术已国产化 国内煤制天然气的技术不存在什么大问题，大部分技术已实现国产化。——李大尚（原化工部第二设计院工程设计师） 在技术装备上，甲烷化装置仅引进高压蒸汽过热器、循环气压缩机等个别设备，其余大部分为国产化设备。 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 预测未来供求关系 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。 概 况 能源利用效率最高 热能有效利用率 制天然气 53 % 发电 40-45% 制油 26.9-28.6% 制甲醇 28.4-50.4% 概 况 建设单位? 建设地点? 规模（亿Nm3/a）? 总投资（亿元）? 大唐集团 内蒙古赤峰 40 188 大唐集团 辽宁阜新 40 234 汇能煤化工 内蒙古鄂尔多斯 16 112 华银电力 内蒙古鄂尔多斯 15 174 神华集团 内蒙古鄂尔多斯 20 140 山东新汶矿业 新疆伊犁 20 100 ?中海油/同煤 ?山西大同 40 ?300 表1. 中国似建和在建煤制天然气项目 基本原理 煤间接甲烷化 煤气化制合成气的过程； 合成气(经净化和调整H2/CO比后的煤气) 制甲烷的过程。 煤制甲烷 工艺 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 C + 2H2O CO2 + 2H2 ΔH = 96. 6 kJ / mol (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 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。 基本原理 煤直接甲烷化过程 煤直接制甲烷没有明显的煤气化和甲烷化两个过程,是在一个反应器中用煤直接制甲烷的工艺。该工艺除发生上述化学反应外,还发生下述反应。 C + 2H2 CH4 ΔH = - 84. 3 kJ / mol 2 C + 4 H2 2 CH4 甲烷化技术 气化 变换 空分 原料煤 空气 O2 酸性气脱除 甲烷化 SNG产品 硫回收 硫磺 典型间