焦炉煤气甲烷化制天然气.ppt

焦炉气甲烷化制天然气主要内容：一、焦炉气甲烷化制天然气的原因利用该契机,积极发展焦炉煤气制天然气(SNG)用于替代天然气或城市煤气,不仅可以降低进口天然气市场给我国带来的潜在风险,满足日益增长的市场需求,而且对我国的能源安全、节能减排等方面也具有战略意义。二、甲烷化原理甲烷化反应特点主要有两个：其一是CO、CO2与H2的甲烷合成反应是强放热反应，其二是CO和CH4的析碳反应会使催化剂失活。针对其反应特点，需要研发活性高、选择性好、强度高、寿命长的甲烷合成催化剂，保证焦炉气中CO和CO2转化的完全性。三、焦炉煤气甲烷化制天然气工艺1.原料气净化和精脱硫精脱硫，以达到甲烷化反应所要求的净化精度。⑴净化和精脱硫的目的①原料气净化的目的是脱除焦炉煤气中的硫、氨、氯、苯、焦油等杂质，保证后系统设备的稳定正常运行。②精脱硫的目的是为了满足甲烷化催化剂对硫和氯等毒物的要求，一般采用铁钼或镍钼加氢，将焦炉气中的有机硫转化为无机硫，再用氧化锌脱除至0.1ppm。⑵焦炉煤气净化的方法①干法，干法净化主要针对处理气量相对较小、硫化氢含量相对较小、净化深度要求高的情况。②湿法，湿法净化主要针对处理气量相对较大、硫化氢含量较高、净化深度要求不高的情况。在实际中选择干法还是湿法时必须综合考虑以上因素才能最终确定。⑶焦炉煤气净化的工艺流程①气柜自洗脱苯工段来的焦炉煤气温度为27℃，压力为700mmH2O，由总管送至本工段，经进气水封进入湿式螺旋式气柜，缓冲后再经出气水封由管道送至压缩工段。②焦炉煤气初级压缩来自气柜气体进入原料气压缩机组，压缩至0.4MPa，送往TSA－萘进一步除去焦炉煤气中夹带的焦油、萘。③TSA－除焦油、萘焦炉煤气中夹带的焦油、萘的脱除采用TSA－除焦油、萘工艺，变温吸附分离原理：吸附剂在物理吸附中所具有基本性质，一是对不同组分的吸附能力不同，二是吸附质在吸附剂上的吸附容量随吸附温度的上升而下降。利用吸附剂的这二个性质，可实现对混合气体中某些组分的优先吸附而使其它组分得以提纯；利用吸附剂的第二个性质，可实现吸附剂在低温下吸附而在高温下解吸再生，从而构成吸附剂的吸附与再生循环，达到连续分离气体的目的。吸附塔内装填活性炭吸附剂组成复合床吸附床层。吸附剂在常温下吸附焦炉煤气中的萘杂质，当吸附达到饱和后，需通过装置配置的阀门开关切换到再生操作。④原料气增压经过TSA－除焦油、萘，焦炉煤气中萘、尘、焦油分别脱至10、3、10mg/Nm3，进入原料气增压机组,压缩至2.9MPa，送往加氢转化脱硫。⑤加氢转化精脱硫加氢转化精脱硫为一级加氢后采用湿法脱硫脱除大部分无机硫，然后经过二级加氢，最后采用氧化锌干法脱硫，使硫含量达到0.1ppm。其主要反应为有机硫及其他组分在300℃～400℃，并有铁钼和镍钼型号的催化剂的作用下与氢气进行转化反应。来自焦炉煤气压缩的压力2.9MPa，温度40℃的焦炉煤气含无机硫250mg/Nm3，有机硫250mg/Nm3，先经过两台过滤器滤去剩余的焦油、萘和H2S，在甲烷化装置中预热至320℃。提温后的气体部分经铁钼预转化器，气体中的有机硫在此转化为无机硫，另外，气体中的氧也在此与氢反应生成水；剩余部分与预转化器反应后的气体混合后进入一级加氢反应器；加氢转化后的气体含无机硫约300mg/Nm3，经气气换热器和焦炉气蒸发式冷却器冷却到40℃后送入湿法脱硫装置。经过湿法脱硫后的焦炉煤气通过气气换热器提温到约300℃进入二级加氢转化器将残余的有机硫进行转化，再经中温氧化锌脱硫槽把关，使气体中的总硫达到0.1ppm。出氧化锌脱硫槽的气体压力约为2.8MPa，温度约为380℃送往甲烷化装置。2.甲烷化净化后的焦炉煤气经过气气换热器、第二气气换热器换热，预热至340℃后，经过喷射器和过热蒸汽混合后，进入第一甲烷化反应器进行反应，出口一部分气体经过废热锅炉副产中压饱和蒸汽降低温度至290℃，另一部分经过两级蒸汽过热器换热后温度降低至383℃，然后混合进入第二甲烷化反应器进一步进行甲烷化反应，第二甲烷化反应器出口的高温气体依次经过第二气气换热器、锅炉给水预热器、气气换热器、第一空冷器降温至100℃，在第一冷凝液分离器分离未反应的蒸汽冷凝液，然后与第三甲烷化反应器出口气体换热至255℃，进入第三甲烷化反应器进行最终反应，这时气体中的CO、CO2全部转化为CH4，第三甲烷化反应器出口气体依次经过出口换热器、第二空冷器、最终水冷器冷却至40℃，在第二冷凝液分离器分离出工艺冷凝液后送至PSA－CH4。副产的过热蒸汽一部分作为喷射器的汽源补充至焦炉煤气原料气中，其余部分送至蒸汽管网。分离器分离出的工艺冷凝液送出装置作为循环水的补充水。3.分离和干燥广泛的应用是工业气体的分离提纯，氢气在吸附剂上的吸附能力远远低于CH4、N2、CO和CO2等常见的其他组分