大唐克旗40亿立方煤制天然气示范项目.docx

大唐克旗40亿立方/年煤制天然气示范项目【1】项目介绍大唐克旗煤制天然气项目是我国首个煤制天然气示范项目，该项目位于内蒙古赤峰市克什克腾旗。总投资257.1亿元，建设规模为年产40亿立方米，分三个系列连续滚动建设，每系列13.3亿立方米。一系列装置于2013年12月18日投运成功，二、三系列将分别于2014年和2016年建成投产。届时，该项目所产40亿立方米天然气将通过配套输气管线途经赤峰市、锡林郭勒盟、承德市，在北京市密云县古北口站经中石油输气管路并入北京天然气管网，线路全长430千米。2007年，大唐国际委托化学工业第二设计院，完成项目可行性研究报告。2009年8月20日，大唐克旗40亿m3/a煤制天然气项目获得国家发改委核准。2009年8月30日，项目正式开工建设。该项目分三个系列连续滚动建设，每个系列均为13.3亿立方米。项目主要建设内容包括碎煤加压气化炉48台，低温甲醇洗装置 6套，甲烷合成装置6套。2012年7月28日，项目实现全流程贯通。一期甲烷化装置一次试车成功，产出合格天然气，甲烷含量达到94.99%。2013年12月18日，项目一系列装置投运成功，正式并入管网，正式向中石油北京段天然气管线输送清洁的煤制天然气产品。二、三系列将分别于2014年和2016年陆续建成投产；项目全部建成投产后达到40亿立方米的生产规模。大唐克旗煤制天然气示范项目的最大特点是以劣质褐煤作为原料，为世界首例，这为我国大规模开发利用褐煤找到了现实的新途径。同时在项目成立之初就组织技术人员和行业专家成立了设计优化、工艺技术创新机构，对酚氨冋收等进行了技术改进，对甲烷合成、污水处理等进行了技术攻关。在实施过程中注重技术创新，污水处理、甲烷化两个项目被列入国家 863攻关项目。【2】项目总流程大唐克旗项目流程图项目建设内容工艺技术本项目拟采用内蒙古锡林浩特胜利煤田煤炭为原料，采用“鲁奇碎煤气化、变换、低温甲醇洗气体净化、鲁奇富氧克劳斯硫回收、甲烷化、煤气水分离等工艺技术生产产品天然气和副产品硫磺、石脑油、焦油、粗酚、液氨等。主体工程主要包括备煤装置（23系列）、碎煤加压气化装置（3系列）、气体变换装置（6系列）、煤气净化装置（6系列）、吸收制冷装置（6系列）、甲烷化装置（6系列）。辅助装置主要包括硫回收装置（3系列）、煤气水分离装置（6系列）、酚回收装置（单系列）、氨回收装置（3系列）、空分（6套）等。配套公辅工程热电站（装置规模为7470t/h锅炉、5100MW抽汽供热直接空冷机组）、给排水系统、循环冷却水系统、含盐污水处理回用系统、污水处理系统、火炬、消防系统、中央控制室等。其他设施综合楼、环境监测站、食堂等。【3】技术选择及来源煤气化本项目采用的锡林浩特高水分褐煤的收到基水分34.1%，低位热值14.4MJ/kg, 灰熔点12001250，气化生成的煤气加工成1200万m3/d合成天然气。大唐国际克旗煤制天然气项目选用了Lurgi碎煤固定床干法排灰压力气化。Lurgi煤气化生产煤气中按热值分布，焦油约占煤总热值的10%，甲烷热值约占煤气总热值30%。H2、CO约占60%。 采用Lurgi煤气化工艺合成天然气，比Shell、GSP煤气化工艺的CO变换、低温甲醇洗净化装置、甲烷化装置的处理明显减少，消耗、投资降低。粗煤气变换由于粗煤气中含硫、含焦油等杂质，选用了耐硫耐油催化剂进行CO变换，使煤气中H2/CO体积比达到3.13.3。煤气净化低温甲醇洗净化可以在同一装置内全部干净地脱除各种有害成分，诸如CO2、H2S、COS、C4H10S、HCN、NH3、H2O、C2以上烃类（包括轻油、芳香烃、石脑油、烯烃及胶质物等）以及其他化合物等。另外，碎煤加压气化原料气压力较高，气体中C02、H2S分压相对较高, 所以本身就有利于发挥低温甲醇洗物理吸收的特性。低温甲醇洗在同一装置中实现了多种杂质的脱除，相对于其他净化方法的多种净化工艺组合而言，工序相对单一、合理，便于操作管理。低温甲醇洗与NHD净化工艺相比由于装置在低温下操作，需用低温材料，因此投资较高。但由于NHD的吸收台旨力较低温甲醇洗低，溶剂循环量大, 用电消耗大，加之NHD溶剂较贵，总体操作费用较高。总体而言，低温甲醇洗综合运行的经济性优于NHD净化工艺。鉴于碎煤加压气化复杂的气体杂质，基于低温甲醇洗净化可以一次性综合脱除各种杂质的独特优势，无疑碎煤加压气化配套低温甲醇洗是最合理的组合。因此，该项目煤气净化选用了低温甲醇洗。制冷工艺低温甲醇洗装置所需40级冷量为8586x106 kcal/h (35.9 TJ/h) , 0级冷量 13.92x106 kcal/h (58.2 GJ/h)。干燥装置所需 40级冷量为 13.86xl06 kcal/h (58.0 GJ/h) 。该项目煤气化、变换、甲烷化装置大量低位废热或副产的低压蒸气，没有可利用的用户，故采用双级吸收制冷工艺。甲烷化技术甲烷化技术是鲁奇公司、南非沙索公司工程师在20世纪70年代开始两个半工业化实验厂上进行试验证明了煤气进行甲烷化可制取合格的合成天然气。CO转化率可达100%，C02转化率可达98%，甲烷可达95%，低热值达8500kcal/m3 (35.5GJ/m3)。项目甲烷合成技术选用了鲁奇公司甲烷化技术。硫回收技术硫回收方法根据工艺流程选择和当地产品销路情况，产品可以是硫磺或硫酸。克劳斯硫回收工艺是一种成熟的工艺，而且工艺种类繁多，主要有传统克劳斯工艺、超级克劳斯、带有SCOT尾气处理工艺的克劳斯工艺；以及属于生物脱硫技术的Shell-paques工艺。该项目硫回收采用Claus-SCOT工艺。空分内压缩流程和外压缩流程的共同点都是采用低压空气压缩、空气预冷、分子筛空气净化、深冷分离。不网点是内压缩流程采用空气增压机和液轼泵获得高压氧气；外压缩流程采用氧压机获得高压氧气。从投资上看，两种流程相接近，内压缩流程稍低一些。此外，使用液氧泵的内压缩流程比使用外压机的外压缩流程操作、管理更为方便，维修工作量少，占地也少。因此，本项目采用液氧泵内压缩流程。干燥工艺由于本项目低温甲醇洗需冷量，有一套40级的制冷装置，故干燥采用冷却法。【4】产品方案利用胜利煤褐煤作为原料和燃料，生产40亿m3/a （1200万m3/d）煤制天然气，石脑油10万t/a，焦油51万t/a，硫磺12万t/a，粗酚5.76万t/a，液氨5.25万t/a。原料本项目原、燃料煤均采用锡林浩特胜利煤田的胜利煤5号原煤。由火车运输，将原料煤输送至厂区内。原煤煤质属低硫、低灰和高挥发分的褐煤。锡林浩特胜利煤田地处锡林浩特市西北，所产原煤为晚侏罗一内垩纪褐煤，地质贮罱 224亿t，大唐国际具有开采权的胜利东二号煤矿地质储量近66亿t，一