煤制天然气、煤层气技术进展PPT课件.ppt

2010年11月 煤制天然气 煤层气技术进展 西南化工研究设计院马磊 1 西南化工研究设计院 简称西南院 始建于1958年 是集科研 技术开发 工程设计 工程承包 技术咨询 产品生产和科技贸易为一体的原化工部直属重点技术开发型院所 1999年7月由事业单位整体转制为科技企业 进入中国昊华化工 集团 总公司 是国家级高新技术企业 全国知识产权试点企业 全国创新型试点企业 注册资金8480万元 西南院长期从事天然气化工 煤化工 碳一化工 工业排放气净化与综合利用 新能源与节能 环保 特种气体与标准气体 化工自动控制与仪表 专用催化剂的研发 技术转让和产品生产 是 国家碳一化学工程技术研究中心 工业排放气综合利用国家重点实验室 国家变压吸附气体分离技术研究推广中心 全国气体标准化技术委员会 全国煤化工标准化技术委员会煤制化学品分会 全国天然气化工与碳一化工信息中心 的依托单位 是 天然气化工 甲醇生产与应用技术 刊物的主办单位 西南化工研究设计院 2 成立至今 已完成科研项目600余项 其中60余项 次 获得国家与省部级科技进步奖 其中两次获得国家科技进步一等奖 一次获得四川省科技进步特等奖 获得国家专利授权80余项 有10余项成果达到国际先进水平 气态烃转化催化剂 低压合成甲醇技术与催化剂 甲醇羰基化合成醋酸 变压吸附气体分离技术 甲醇脱水制二甲醚及催化剂 甲醇裂解制氢 工业排放气净化与综合利用 焦化苯精制 硫磷专用分析仪 N 甲酰吗啉等技术和产品应用于全国近2000家化工 石化 食品 冶金 机械 军工等企业并出口美国 欧洲 亚洲等国 为企业创造了显著的经济效益 煤层气脱氧净化制CNG LNG 焦炉气制合成天然气等节能环保新技术已经实现工业化 能规模化推广 西南院秉承科技兴业 服务至上的理念 不断整合科技资源 与国内外相关公司强强联合 勇于承担国家及地方科技计划项目 大力发展科技产业 建立与完善科技创新服务平台 不断研发适应市场需求的新产品及新技术 为持续健康发展奠定了坚实的基础 3 一 焦炉气甲烷化制合成天然气 SNG 压缩天然气 CNG 或液化天然气 LNG 简介 我国每年放散的焦炉气约200亿Nm3 热值超过 西气东输 一期工程的天然气热值 造成极大的资源浪费 另一方面 我国天然气产量远不能满足国内需求 每年需从国外大量进口天然气和LNG 本技术解决了焦炉气甲烷化的难题 集成开发出了焦炉气压缩与预处理 甲烷化 气体分离以及深冷分离液化成套技术 压缩 预处理 CNG或LNG储罐 甲烷化 分离 焦炉气 脱水 SNG压缩或液化 4 1 高效 多功能甲烷化催化剂研制的适用于焦炉气甲烷化的催化剂 具有耐高温 多碳烃转化 选择性和转化率高等优点 2 工艺技术先进该工艺流程简单 自动化程度高 安全环保 低能耗 处理成本低 整个工艺的能量和资源综合利用率高 技术特点 技术指标 焦炉气中CO和CO2甲烷化的转化率和选择性可达到99 以上 SNG和CNG产品分别达到国家标准 GB17820 1999 和 GB18047 2000 LNG产品达到欧洲标准 EN1160 1996 5 我国每年因采煤向大气排放的甲烷 折纯 近200亿m3 占全球采煤排放甲烷总量的35 以上 而利用率不足10 造成极大的资源浪费与温室效应 另一方面 我国天然气产量远不能满足需求 导致近年LNG和天然气进口量大增 煤矿瓦斯 煤层气 易爆的特性制约其综合利用 煤层气脱氧是此技术瓶颈 本技术解决了含氧煤层气脱氧难题 并开发成功煤矿瓦斯气脱氧 提浓甲烷 压缩 液化制CNG LNG成套技术 生产甲醇用煤矿瓦斯气的非催化燃烧脱氧工艺 生产甲醇用煤矿瓦斯气的催化燃烧脱氧工艺方法 煤层气低温分离提浓甲烷工艺 富含甲烷气体的耐硫催化脱氧工艺 等获发明专利授权 二 煤矿瓦斯脱氧 甲烷富集净化制压缩天然气 CNG 或液化天然气 LNG 简介 CNG或LNG储罐 提浓甲烷 脱氧 脱碳 脱水 煤矿瓦斯 增压 压缩或液化 增压 6 1 脱氧催化剂具备优良的耐硫 耐高温性能研制的适用于煤矿瓦斯脱氧的非贵金属耐硫型脱氧催化剂 具有耐硫 耐高温 脱氧深度高 脱氧处理费用低等优点 2 工艺技术先进成熟该工艺流程简捷 自动化程度高 安全 环保 低能耗 技术先进 成熟 可靠 3 可用于不同规模的煤矿瓦斯处理开发成功煤矿瓦斯脱氧 甲烷净化富集制CNG或LNG成套技术 还可实现撬装化布置 适用于不同规模的煤矿瓦斯处理 技术特点 7 4 适用范围广本工艺适宜处理氧含量4 13 v v 的含氧煤层气 适合我国煤矿排放瓦斯的特点 此外 该工艺还可适用于垃圾填埋气等富含甲烷气体的回收处理 具有广阔的应用前景 工业装置脱氧深度 0 2 v v CNG产品达到国家标准 GB18047 2000 LNG产品达到欧洲标准 EN1160 1996 技术指标 8 用合成气 工业排放气代替石油乙烯合成乙二醇技术 是原料路线科学 资源利用更合理 技术经济优于石油路线的一项重大C1化工技术 我院承担的国家 十一五 科技支撑计划重点项目 草酸酯加氢制乙二醇催化剂及工艺开发 成功开发Pd系CO偶联催化剂和Cu基加氢催化剂及其配套工艺技术 经15t a乙二醇中试验证表明 草酸酯转化率 100 乙二醇选择性 90 时空收率 300g L h 试验装置运行平稳 全面考察了该试验装置工艺 设备和催化剂等方面的技术经济指标的先进性 合理性 安全可靠 具备了工业放大的基础条件 已拥有3项发明专利 各项技术指标达到国内先进水平 三 合成气 工业排放气制乙二醇 简介 9 通过变压吸附技术把煤基合成气 工业排放气中的H2分离出来 脱氢净化的CO经干燥后 经预热器后进入氧化偶联反应器 与酯化再生工序送来的亚硝酸酯反应生成草酸酯和NO 经汽液分离后NO再送入酯化再生工序 完成自封闭循环 实现NOx零排放 中间产物草酸酯进入加氢工序 氧化偶联生成的草酸酯泵入汽化塔中 通入H2加热气化后去固定床反应器进行加氢反应 生成乙二醇及乙醇 经换热和分凝塔后 气相乙醇产物循环回用到前酯化再生工序 液相产物泵入精馏塔 得到产品乙二醇 本工艺高效节能 合成气中的CO与H2两个组分都得到充分利用 工艺路线 10 技术指标 11 我院成功开发具有自主知识产权的焦化苯加氢 萃取精馏精制技术 该技术集成粗苯低温加氢工艺技术 粗苯加氢脱硫脱氮催化剂制备技术 N 甲酰吗啉萃取精馏工艺技术和复合专用溶剂制备技术 该技术成熟可靠 工艺流程简洁 优化 具有投资省 能耗低 产品质量高 产品纯苯 甲苯 二甲苯均可达到石化级标准 收率高 污染小等特点 达到国际先进水平 四 焦化苯加氢 萃取精馏精制技术 简介 12 1 本技术对焦化粗苯进行预处理后进入加氢系统 有效防止对加氢催化剂有较大毒害的重杂质进入加氢系统 延长催化剂使用寿命和再生周期 同时简化加氢物料汽化工艺 2 加氢蒸发器采用一次性蒸发工艺及独特的阻聚剂 简化了流程 无聚合结焦现象 系统运行稳定 3 萃取剂采用具有自主知识产权的N 甲酰吗啉 采用三塔 萃取精馏塔 精苯塔和溶剂回收塔 精制工艺流程 萃取效率高 产品质量稳定 加氢脱硫脱氮催化剂采用自主开发的粗苯加氢脱硫脱氮催化剂 活性高 使用寿命长 4 精馏工艺采用独特的萃取精馏塔复合结构和流程 操作条件温和 流程先进合理 既减少了投资 又有效地降低了能耗 技术特点 13 1 一种由焦化苯加氢脱硫脱氮制精苯的工艺 ZL200610022254 9 2 一种用于粗苯加氢脱硫脱氮制精苯的催化剂及其制备方法 ZL200610022257 2 3 N 甲酰吗啉工艺 ZL200510020483 2 发明专利 14 低压合成甲醇工艺技术 是我院承担的国家 八五 攻关项目 20世纪80年代率先在国内成功开发出低压合成甲醇工艺技术及国产第一代低压合成甲醇铜基催化剂 并在陕西榆林建成国内首套以天然气为原料的万吨级甲醇工业装置 1995年 科技部授予我院 全国低压合成甲醇工艺及催化剂技术依托单位 迄今 由我院提供技术 工程设计在全国已建成30多套以天然气 煤 焦炉气为原料的甲醇生产工业装置 五 中低压合成甲醇工艺 简介 15 适用原料 1 天然气为原料 转化造气 2 煤为原料 间歇或连续造气 3 焦炉气及煤层气 4 富CO2合成气 5 纯CO2和氢气 规模 10万 100万t a 原料路线及规模 16 技术指标 17 N 甲酰吗啉 NFM 主要用于芳烃及丁烯抽提 也可用于天然气及天然气凝析油 汽油 合成气 烟道气脱硫 西南化工研究设计院已成为领先全球的NFM供应商 生产的N 甲酰吗啉产品质量具有 一高三低 的特点 即纯度高 吗啉 酸值和水分含量低 迄今 已应用到壳牌 燕山石化 宝钢 鞍钢等三十多家大中型石化及焦化企业 并出口伊朗 沙特 印度等国家 我院自主开发的 甲酸甲酯法合成N 甲酰吗啉工艺与开发 荣获2008年四川省科技进步三等奖及 国家重点新产品 称号 项目编号 2009GRF00010 2010年被全国焦化苯 产业链 行业协作组认定为 全国加氢苯行业优质辅料 定点生产企业 六 N 甲酰吗啉 简介 18 技术指标 包装 本品用镀锌钢桶包装 净重200kg 桶 储运 本品极易吸湿 应防止受潮 19 七 C312型系列高性能中低压合成甲醇催化剂 我院于70年代中期开始进行甲醇催化剂研究 已成功开发C302 C302 1 C302 2 CNJ206 XNC 98等系列中低压合成甲醇催化剂 该成果先后荣获国家科技进步二等奖 化工部科技进步二等奖 第三届爱因斯坦世界发明博览会国际最高金奖等奖项 我院是全国 低压合成甲醇工艺及催化剂 技术依托单位 近年来开发的C312系列中低压合成甲醇催化剂各项技术经济指标达到或超过国内外同类催化剂先进水平 简介 20 技术指标 21 性能特点 我院长期研究 生产提供优质的中低压合成甲醇催化剂 1 催化剂活性好 2 催化剂热稳定性好 3 催化剂选择性好 4 催化剂使用寿命长 5 催化剂堆密度小 6 催化剂使用温度 压力 空速范围宽 22 八 CNJ 5焦炉气甲烷化催化剂 简介 CNJ 5型催化剂适用于以焦炉气 甲醇厂驰放气等富含CO CO2和H2为原料制取合成天然气 SNG 压缩天然气 CNG 和液化天然气 LNG 的甲烷化装置 具有较高的高烃转化能力 不仅增加CH4的产量 而且可以防止多碳烃裂解析碳 具有较高的氧脱除能力 可省去甲烷化前的脱氧工序 选择性和转化率高 基本无副产物产生 产品中CO和CO2含量很低 具有出色的耐热性能 可在250 700 下长期运行 不收缩 不变形 在温度剧烈波动时 机械强度稳定 不易破碎 具有较高的强度和耐磨性 由于催化剂强度高 耐磨性强 在使用过程中破碎和磨损较少 使催化剂层能保持较小且稳定的压差 性能特点 23 技术指标 包装 用塑料袋进行内包装 铁皮桶或硬质塑料桶进行外包装 储运 存放时要防潮 防冻 防污染 搬运时小心轻放 防震 24 九 WDL 94微机多功能硫分析仪 WDL 94硫分析仪是一种用火焰光度检测器 FPD 的色谱仪 用火焰光度检测器 FPD 对硫化物的选择性检测来进行各种微量硫化物 磷化物测定 它具有高灵敏度和高选择性的特点 因此 特别适用于大气 焦炉煤气 天然气 石油液化气 乙烯气 乙炔气等中的各种微量形态硫及总硫的测定 本仪器能满足可口可乐公司食品级二氧化碳中硫化物分析 已在多厂使用并被可口可乐公司认可 简介 25 WDL 94采用英特尔MCS80C19616位单片微处理器及相应的外围芯片组成一套全自动分析系统 该仪器是智能型一体化色谱仪 具有 自动进样 自动调零 自动柱切 自动灵敏度转换 色谱柱温度控制 标样源温度控制 自动线性化处理的色谱处理系统理特点 本仪器的色谱数据处理系统采用特殊技术处理方式 解决了FPD检测器对硫为非线性响应的难题 可自动进行线性化处理 用一种标样对大多数硫化物进行定量 免除双对数校准曲线法定量 用多种标样作图 采用自动柱切技术 缩短分析周期 延长了色谱柱寿命 具有自动进样系统 可作为在线总硫分析仪使用 用打印机输出色谱峰图和色谱处理结果 峰号 保留时间 积分时间 开方峰面积 含量 WDL 94可以用于形态硫分析 反吹总硫分析和轻组分形态硫分析 重组分反吹总计法分析 总硫最低检测量小于0 02 10 6mol mol 性能特点 26 6种分析方式单柱单次 单柱连续 双柱单次 双柱连续 反吹单次 反吹连续 用户不做任何参数设置 简便的 一键 操作 一次进样 做 总硫 分析 只需要3分钟 分析方式 27 十 TY 2000 TS2 YA YB一体化微量硫分析仪 TY 2000 TS2 YA YB一体化微量硫分析仪是基于色谱分离及火焰光度检测器 FPD 对硫的特殊选择性来检测气体样品中硫化物的专用色谱分析仪 特别适用于天然气 水煤气 半水煤气 焦炉气 合成氨气等样品中的有机 无机硫化物的定性和定量分析及总硫测定 目前 该产品已成功销往上海宝钢 天津大学等全国400多家大中型化工企业 高校及科研院所 并进入东南亚市场 简介 TY 2000 TS系列产品具备计量器具生产许可证 川制00000375号 28 1 硬件 由气路部分和电路部分和平板