煤制天然气甲烷化.pptx

煤制天然气—甲烷化Stand on the shoulders of giants站在巨人的肩膀上Sasol主要内容 煤化工 甲烷化 天然气的压缩与干燥 催化焦 炉 气电力和蒸汽焦油燃 烧焦 化焦油加工乙炔聚氯乙烯焦炭煤等离子煤浆型煤..\..\..\以往资料\文献\实验\SHIYANSHUJU\工作汇报\huangtao工作汇报07.pptx炭材料类型煤阶直接利用性质直接液化煤填充高分子复合材料油 品重 整气 化脱硫净化城市煤气电力和蒸汽合成气合成氨尿素油 品FT 合成 二甲醚甲 醇醋 酸一. 煤化工IGCCDMEMTO/MTP煤化工——发展方向煤化工——..\..\..\PPT\新奥-2010煤制油大会-低碳经济的探索之路(新奥).pdf清洁能源二. 甲烷化工艺甲烷化催化剂和工艺起源于1902，初期用于脱除合成气中残留的少量碳氧化合物（CO和CO2)，用于制氢工艺——合成氨； 煤气（高CO含量）甲烷化开始于40年代，真正发展于70年代（石油危机）； 标志性示范装置：美国大平原厂，总投资21.13亿美元，采用鲁奇固定床干法排灰煤气化生产的煤气净化后经甲烷化合成天然气的大型商业化工厂年产14.4亿Nm3天然气 国际发展是以制取代用天然气为目的，国内是为提高煤气的热值为主甲烷化气化和生物质气获得氢与一氧化碳或二氧化碳经催化反应以获得甲烷的过程.定义：进料组成：H2: ~74%CO: ~22%CO2: ~2-3%其他：Ar+N2CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O + Q基本原理：Steam Methane ReformingCO + 3H2 = CH4 + H2O + Q甲烷化反应特点平衡常数很大，在通常使用催化剂的活性温度范围内，平衡不是限制因素； 强放热反应。每转化1%CO可使气体温升71 ℃ ，每转化1%CO2可使气体温升61 ℃ ； 甲烷化反应是F-T法合成烃类的一种特殊案例。甲烷化相当于燃料的一转化过程，经甲烷化反应后可提升气体燃料能量密度；1. 强放热反应， 可引起催化剂床层剧烈升温，使催化剂烧结失活；2. 气体中氢/碳比偏小，增加了析碳的可能，是催化剂积碳失活；3. 气体中毒物可使催化剂中毒失活；工业化面临的技术难题精脱硫第一硫吸收塔：H2S + ZnO = ZnS + H2O 第二硫吸收塔：COS + H2O = H2S + CO2 C2H4 + H2 = C2H6 O2 + 2H2 = 2H2O 烃(零) 氧(零) 总硫（0.1ppm) – COS (20 ppb) – H2S (80 ppb)甲烷化技术状况 甲烷化技术供应商主要有：丹麦topsφe，英国Davy和德国Lurgi。（1）丹麦托普索公司TREMP甲烷化工艺开发的甲烷化循环工艺技术（TREMP），已在不同规模装置中进行了验证，在工业状态下可生产200—3000m3/h的代用天然气产品； 托普索甲烷化催化剂MCR-2X，可在宽温区（250～700℃）范围内保持稳定的活性，并已在Topsoe中试和德国中试装置中均进行测试，最长稳定运行10000h，证明该催化剂具有优越的稳定性； 整个甲烷化装置设置4段（根据出口CO浓度要求，可调整反应器数量）甲烷化绝热反应器，每个反应器出口设置高压废锅，可利用过热器将蒸汽过热后送管网，利用部分气体循环控制反应器温度,但是高压废锅投资较高，制造难度较大； 利用其催化剂可在高温下反应的性能，也可以降低循环气量，减少压缩能耗。甲烷化技术状况托普索TREMP工艺的特点如下：单线生产能力大，根据煤气化工艺不同，单线能力在10～20万Nm3/h天然气之间。MCR-2X催化剂活性好，转化率高，副产物少，消耗量低。MCR-2X催化剂在250～700℃温度范围内都具有很高且稳定的活性。催化剂允许的温升越高，循环比就越低，设备尺寸和压缩机能力就越小，能耗就越低。托普索TREMPTM工艺循环气量是其他工艺的十分之一。MCR-2X催化剂在高压情况下可以避免羰基形成，保持高活性、寿命长。可以产出高压过热蒸汽（8.6～12.0MPa，535℃），用于驱动大型压缩机，每千Nm3天然气副产3.5吨高压过热蒸汽，能量利用效率高。甲烷化技术状况冷却水消耗量较低（每生产1Nm3产品气，冷却水消耗低于1.8kg）；高品质的替代天然气，甲烷含量可达94～96%，高位热值达8900～9100 kcal/Nm3，产品中其他组分很少，完全可以满足国家天然气标准以及管道输送的要求；现有新疆庆华和内蒙汇能SNG工厂采用托普索TREMPTM甲烷化技术。甲烷化技术状况（2）英国Davy公司的CRG甲烷化工艺：CRG技术最初是由英国燃气公司(BG公司)在60年代末期和70年代初开发的，是将容易获取的液体馏分作为原料来生产低