煤制气LNG合成工艺.ppt

能源有现公司 LNG工艺合成工段 制作人 合成工段总貌 工艺原理 合成工段甲烷化是将净化工段送来的净化后焦炉气体 以后简称新鲜净化气 中所含的CO CO2加H2在催化剂存在下生成CH4和H2O 化学反应方程式为 CO 3H2 CH4 H2O H0298 206KJ molCO2 4H2 CH4 2H2O H0298 165KJ mol由上述方程式可知 此反应为可逆 体积缩小的 强放热反应 在一定的条件下 还有以下副反应发生 积碳反应 CO CO CO2 CCH4 C 2H2羰基镍反应 Ni 4CO Ni CO 4这些副反应不仅影响甲烷化催化剂的活性和寿命 而且羰基镍的生成对人体有害 积碳反应可能引起反应器飞温 所以一定要避免这些副反应发生 工艺流程简述 来自净化工段的新鲜净化气 经净化气冷却器E0310换热冷却 进入净化气水分离罐V0301分水 随后进入保护床T0301 脱除有机硫和无机硫 降低新鲜净化气中硫含量的波动对甲烷化催化剂的影响 随后经过净化气预热器E0301预热后分为两路 A路和B路 A路气体喷入少量凝液后与循环气混合 随后经过一段入口气换热器E0302提温后进入一段反应器R0301 在催化剂作用下发生甲烷化反应 一段反应器R0301出口气体经过一级废锅E0303冷却后 与新鲜净化气的B路混合 然后进入二段反应器R0302 继续进行甲烷化反应 反应后气体 经二级废锅E0304冷却 一段入口气换热器E0302回收热量后 进入三段反应器R0303反应 三段反应器R0303出来的合成气体 依次通过净化气预热器E0301 循环气换热器E0305 除氧水预热器E0306回收热量后 再经产品一级冷却器E0308 冬季热水换热器E0309 冬天使用 冷却 后进入一级水分离罐V0302进行气液分离 分离出的液体进入凝液储罐V0305 分离出的气体一部分经产品二级冷却器E0308冷却后 进入二级水分离罐V0303进行气液分离 另一部分气体进入循环压缩机C0301加压 压缩机出口脱油槽V0308脱油 并由循环气换热器E0305预热后与进入一段反应器的新鲜净化气混合 二级水分离罐V0303分离出的气体作为合成工段产品气送往液化工段 分离出的液体进入凝液储罐V0305 净化气的工艺要求 新鲜净化气新鲜净化气进入合成界区的工艺条件温度190 压力2500KPaG 流量约33000Nm3 h 新鲜净化气中的总硫含量 20ppb v v 通过分析点A0301取样分析 当测得新鲜净化气中的总硫含量大于20ppb v v 时 经再次分析确认 若总硫含量仍大于20ppb v v 停止新鲜净化气的进入 保护床操作细则 保护床保护床入口温度保护床温度控制在200 210 之间 手动或者自动调节控制阀TV03006开度 来调整进入保护床新鲜净化气的温度 保护床温度在保护床脱硫剂使用初期 由于活性高 可能会产生甲醇副反应 生成甲醇反应为放热反应 初期床层温升可达到10 80 随着使用时间的推移 甲醇副反应会逐渐减少 床层温升会逐渐降低 调整床层入口温度使保护床床层热点温度控制在210 左右 甲醇副反应生成的甲醇会在后续的甲烷化反应中裂解生成甲烷 一段反应器温度及操作 一段反应器入口温度应控制在280 320 之间入口温度可以通过调节开工炉来适当调节 一段反应器热点温度应该 550 a 一段反应器的热点温度主要通过循环气量来控制 若热点温度偏高 则加大循环气量 若偏低则减小循环气量 b 在确保一段反应器进口温度的前提下 可以适当的调整凝液喷射量来调节热点温度 喷入凝液过多会影响CO与CO2的转化率 因此喷入的循环液要适量 c 或者适当提高系统的压力 已增大循环量的目的 减少温度飞升 d 当以上方法均不能控制时 可以适当减少负荷 二段反应器温度及操作 二段反应器入口温度二段反应器入口温度应控制在280 320 之间a 手动或者自动调节TV03015调节一级废锅出口温度 来调节二段反应器入口温度 二段反应器热点温度二段反应器热点温度应该 480 a 该反应器的热点温度 主要通过调节新鲜净化气进入二段反应器的量来控制 FIC3003开度 若二段反应器热点温度偏高则减少进入二段反应器的新鲜净化气量 反之则增加 同时注意调整循环气来维持一段反应器的热点温度 b 在保证一段反应器床层温度稳定的前提下 当二段反应器热点温度偏高 可以适当加大循环气量 若偏低则减小循环气量 c 或者适当提高系统的压力 已增大循环量的目的 减少温度飞升 d 当以上方法均不能控制时 可以适当减少负荷 三段反应器温度及操作 三段反应器入口温度三段反应器入口温度应控制在260 320 之间在确保一段入口温度的前提下 手动或者自动调节TV3018调节二级废锅出口温度 来调节三段反应器入口温度 三段反应器热点温度三段反应器热点温度应该 360 当反应器温度高于360 时 可以适当调节TV03018降低进入三段反应器的进口温度来调节 温度控制范围为260 320 也可以通过FIC3003 增加进入一段反应器的新鲜净化气量 减少进入三段反应器CO与CO2的总量来调节 同时注意调整循环气来维持一段反应器的热点温度 也可以调加大循环气量 减少进入三段反应器CO与CO2的总量来降低热点温度 或者适当提高系统的压力 已增大循环量的目的 减少温度飞升 当以上方法均不能控制时 可以适当减少负荷 循环气量的要求及操作 循环气进口温度循环气进口温度控制在100 左右 提高该温度可以增加循环气中的蒸气分压 提高循环气中的含水量 用于抑制一段反应器催化剂的积碳过程 循环气量循环气量通过用于控制一段反应器的热点温度 550 从而调节二段 三段反应器的温度 循环液喷射循环液喷射量喷射量需根据一段进口气体实际组成来确定 让一段反应器入口气体中H2O的含量4 6 工艺废水排放的处理 一级水分离罐和二级水分离罐分离的废水在循环液储罐混合后排出界区 产品气的工艺要求及CO2的控制方法 产品气中CO2含量的控制温度 40 压力1 8Mpa G 1 85Mpa G CO2含量 300ppm降低产品气中CO2含量的几种方法 加大循环量 降低一段反应器和二段反应器热点温度 原理是增加了CO和CO2的整体转化率 从而减少进入三段反应器的气体中的CO和CO2的含量 使得CO2更易反应完全 调整新鲜净化气分的两路气体的分配量 增加进入一段反应器的新鲜净化气的