【正文】 水得到冷卻。氣化爐為專門設(shè)計(jì)的熱壁爐，為維持 1350～ 1400℃溫度下反應(yīng)，燃燒室內(nèi)由多層特種耐火磚砌筑。干煤氣中的有效成分 CO＋ H2可高達(dá) 90％以上，甲烷含量很低。目前正在開發(fā) 400MW的氣化爐（投煤量約 20xx噸）。因此， Lurgi工藝適宜于城市煤氣或煤制天然氣的生產(chǎn)。由于爐內(nèi)固體物料向下移動(dòng)，氣體自下向上，物流類似一個(gè)熱交換器進(jìn)行熱的充分回收 ,所以 氣化熱效率是各類氣化最高的 (包括副產(chǎn)品 )。 （ 3）采 用變頻惦記驅(qū)動(dòng)爐篦易于調(diào)節(jié)，減少了泄壓設(shè)備頻繁故障造成的停車。 （ 1）加壓中溫變換流程 中溫變換工藝早期采用常壓，經(jīng)節(jié)能改造，現(xiàn)在大都采用加壓變換。 全低變流程的優(yōu)點(diǎn)是：變換系統(tǒng)在較低的溫度范圍內(nèi)操作，有利于提高 CO 平衡變換率，因?yàn)樽儞Q爐入口溫度及床層內(nèi)的熱點(diǎn)溫度均比中變爐入口溫度及床層內(nèi)的熱點(diǎn)溫度低 100～ 200℃；降低了蒸汽消耗；催化劑用量減少一半，使床層阻力下降。當(dāng)催化劑吸收了 %（占催化 劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的硫時(shí)，會(huì)完全喪失活性；二氧化碳甲烷化時(shí)會(huì)比一氧化碳消耗更多的氫氣，因此必須除去。另外其溶劑吸收能力比甲醇低，因而溶劑循環(huán)量大，充填量大，且溶劑價(jià)格昂貴，操作費(fèi)用較高。貧甲醇溶液經(jīng)水冷器、冷卻器冷卻到57℃，進(jìn)入洗滌塔上塔的上段與塔內(nèi)上升的氣體逆流接觸，氣體中殘存的 H2S 和 CO2被吸收，凈化后的氣體進(jìn)入甲烷化工序。甲醇溶液減壓后進(jìn)入 H2S濃縮塔， H2S 在氣提氮?dú)夂退敾亓鞯淖饔孟碌玫交厥?。?dāng)溫度超過500℃時(shí)，反應(yīng)平衡常數(shù)迅速減小。 中熱值煤氣甲烷化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng) ,資料顯示 1 Nm3的 CO 氣體甲烷化 ,約可放出92 MJ 的熱量 , 1 Nm3的 1%的 CO 氣體甲烷化的絕熱反應(yīng)溫升約 72℃。所以廢水中的氨的回收一般以蒸汽汽提精餾為主。 氨回收工藝主要包括三個(gè)步驟：汽提、提純、精餾。 由氣化裝置來的含塵煤氣水與煤氣冷卻裝置來的含焦油煤氣水混合，經(jīng)換熱后進(jìn)入含塵煤氣水膨脹器，膨脹出的氣體去硫回收裝置，煤氣水靠重力進(jìn)入初焦油分離器 分離出含塵焦油和純焦油。氣體則通過第一酸氣加熱器的中壓蒸汽間壁予熱，加熱后的氣體進(jìn)入克勞斯反應(yīng)器二段內(nèi)再進(jìn)行催化反應(yīng)生成氣態(tài)硫磺，氣體再經(jīng)過 H2S鍋爐內(nèi) 的換熱器冷卻，冷卻產(chǎn)生的液體硫磺去液封槽，氣體則通過第二酸氣加熱器的中壓蒸汽予熱，加熱后的氣體進(jìn)入克勞斯反應(yīng)器三段內(nèi)進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)完成后的尾氣經(jīng)最終冷凝器冷卻后進(jìn)入尾氣堿洗處理系統(tǒng)，在最終冷凝器冷凝下來的液相硫磺自流至液封槽。儲(chǔ)氣罐的作用實(shí)現(xiàn)是使甲烷中的冷凝液充分析出，減少管道阻力和腐蝕，另外作為生產(chǎn)過程的緩沖手段，調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。 國內(nèi)設(shè)計(jì)水平和經(jīng)驗(yàn)及設(shè)備制造、加工能力，可以滿足本項(xiàng)目的大部分設(shè)備設(shè)計(jì)和制造要 求。進(jìn)口壓力 容器應(yīng)按《進(jìn)出口壓力容器安全性能監(jiān)督管理辦法》進(jìn)行安全 29 性能的監(jiān)督檢查?？刂剖遗渲?DCS 控制系統(tǒng)對(duì)正常生產(chǎn)過程中工藝生產(chǎn)裝。 關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)、材料的選擇原則 設(shè)備主要元件材料主要按照工藝條件及專利商文件確定，設(shè)備專業(yè)對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)。 設(shè)計(jì)依據(jù) 本項(xiàng)目化工設(shè)備的設(shè)計(jì)主要依據(jù)為：項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)規(guī)定；各裝置化工設(shè)備的工藝條件；采用國外專利技術(shù)的，專利商提供的工藝包或基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；引進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備或關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)件的設(shè)備設(shè)計(jì)條件、圖紙、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和設(shè)計(jì)說明等。目前，往復(fù)式壓縮機(jī)的最大功率可達(dá) 10000kW，效率為 86％～ 90％。 26 反應(yīng)后的尾氣由于不能達(dá)標(biāo)排放，需要經(jīng)過尾氣堿洗處理。分離了焦油和石腦油的煤氣水混合后進(jìn)入最終油分離器，經(jīng)過焦炭濾框、斜板沉淀后，再通過雙介質(zhì)過濾器進(jìn)一步除去懸浮固體、焦油和油后，進(jìn)入煤氣水貯槽，送酚氨回收裝置進(jìn)一步處理。該塔由三部分組成：上提純段、中部吸收反應(yīng)段、下部剩余氨汽提段。②廢水經(jīng)萃取脫酚后，在精餾回收廢水中萃取劑的過程中取出氨含量較高的餾分再進(jìn)行汽提氨，該方法用于廢水中酚含量較高，采用溶劑萃取脫酚的流程。 24 酚、氨回收裝置 魯奇加壓氣化由于氣化溫度所限，煤氣中含有焦油、酚等物質(zhì)，這些物質(zhì)的存在會(huì)造成設(shè)備堵塞、催化劑失活影響后序生產(chǎn)，同時(shí)，這些物質(zhì)也是寶貴的化工原料，所以要將其回收利用。 中熱值煤氣甲烷化后，可將煤氣中有毒的 CO 氣體組分轉(zhuǎn)化為無毒的 CH4氣體 ,不僅在燃用時(shí)更加安全可靠，而且可成倍地提高煤氣熱值，相應(yīng)提高了長輸管道和城市輸配管網(wǎng)的 輸氣能力，節(jié)約了制氣和輸氣成本。分離出的氣體中 H2S和 COS 的含量為 27%左右，經(jīng)冷卻換熱后進(jìn)入硫磺回收工序。大部分的 CO2在上塔的中段和下段被吸收，因此中段和下段由被稱為吸收段。 本項(xiàng)目酸性氣體脫除采用低溫甲醇洗工藝。 低溫甲醇洗 (Rectisol)工藝是采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體的物理吸收方法，是由德國林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的一種有效的氣體凈化工藝。這樣充分發(fā)揮了中變和低變催化劑的特點(diǎn)，阻力小、操作方便。 （ 2）中溫變換串 低溫變換了流程 中溫變換串低溫流程是中變爐串一個(gè)低變爐，也稱中串低。以煤為原料生產(chǎn)天然氣的變換工藝選擇關(guān)鍵在于催化劑的選擇。 20 魯奇爐主要由夾套鍋爐、煤分布器及攪拌器、爐篦及傳動(dòng)裝置、煤鎖及灰鎖四個(gè)部分組成。煤制備只需簡單的篩分，重力供料。氧耗低，與水煤漿氣化相比，氧耗低 10～ 15%，因 而配套的空分裝置投資可相應(yīng)減少。 加壓氣流床粉煤氣化（ Shell爐）是 20世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的新型煤氣化技術(shù)，是 21世紀(jì)煤炭氣化的主要發(fā) 展途徑之一。 氣化過程不產(chǎn)生焦油、萘、酚等污染物，故廢水治理簡單，易達(dá)到排放指標(biāo)。 工藝技術(shù)方案的比較與選擇 （ 1）德士古 (Texaco)水煤漿氣化工藝 Texaco水煤漿氣化工藝為第二代先進(jìn)煤氣化技術(shù)。 凈化空氣分成二股：一股直接進(jìn)入冷箱經(jīng)主換熱器被冷卻至接近露點(diǎn)，入精餾塔下塔進(jìn)行預(yù)分離，另一股導(dǎo)入空氣增壓機(jī)。 從安 全方面分析，盡管外增壓流程的使用也比較普遍，氧氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平不斷提高；但是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，國內(nèi)用戶使用的氧壓機(jī) (包括進(jìn)口氧壓機(jī) )有多臺(tái)次發(fā)生過燃燒事故，而內(nèi)增壓流程從未出現(xiàn)過類似事故。 世界上大型空分設(shè)備制造廠比較著名的有德國林德公司（ Linde）、美國空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司（ APCI）、法國空氣液化公司（ Air Liquide）等。 空分技術(shù)經(jīng)過 100余年的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已步入大型全低壓流程的階段，能耗不斷降低。 產(chǎn)品方案 表 32 產(chǎn)品方案 類別 項(xiàng)目 數(shù)量 單位 主產(chǎn)品 天然氣 400000 104 m3/a 副 產(chǎn) 品 焦油 51 104 t/a 石腦油 10 104 t/a 粗酚 6 104 t/a 硫磺 10 104 t/a 液氨 5 104 t/a 年操作時(shí)間 8000 小時(shí) 15 4 工藝技術(shù)方案 傳統(tǒng)的煤制天然氣工藝路線為煤氣化生產(chǎn)合成氣，合成氣經(jīng)過甲烷化反應(yīng)生成甲烷— 合成天然氣。近20 年來，天然氣探明儲(chǔ)量以約 5%的速度增長，產(chǎn)量的增長速度也達(dá)到 3%— %。隨著西氣東輸、陜京線系統(tǒng)等一批長距離輸氣管道的建成 12 投產(chǎn)，消費(fèi)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了從油氣田周邊向跨區(qū)域的發(fā)展，消費(fèi)市場已覆蓋了 29 個(gè)省市區(qū)。在美國，為滿足國內(nèi)的電力需求，最近投產(chǎn)的新的燃?xì)獍l(fā)電廠呈現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的趨勢。 美國依然是世界頭號(hào)天然氣消費(fèi)大國， 20xx 年消費(fèi)量達(dá) 6197 億立方米，占全世界總消費(fèi)量的 22%，天然氣在一次能源中的比例為 %。天然氣是一種易燃易爆氣體，和空氣混合后，溫度只要達(dá)到 550℃就燃燒，在空氣中，天然氣的濃度只要達(dá)到 515%就會(huì)爆炸。 本項(xiàng)目主要裝置包括：空分裝置、氣化裝置、凈化裝置、甲烷化裝置、鍋爐及廢水處理設(shè)施。 （ 3）煤制天然氣是對(duì)我國天然氣氣源的有效補(bǔ)充 我國天然氣供需矛盾突出，形勢不容樂觀，專家預(yù)測我國對(duì)天然氣的需求在 20xx年末將超過 1000 億立方米，預(yù)計(jì)到 2020 年，供求缺口將達(dá)到 1000 億立方米，未來幾年天然氣消費(fèi)量年均增長率將達(dá)到甚至超過 15%。以氣代油可有效減輕遠(yuǎn)期石油供應(yīng)短缺和對(duì)進(jìn)口石油的依賴，緩解石油供應(yīng)和運(yùn)輸壓力，有利于維護(hù)我國石油供應(yīng)安全。 海菲泰集團(tuán)北京石油化工有限公司正在進(jìn)行年產(chǎn) 200 萬噸醇醚燃料項(xiàng)目的建設(shè)。 年產(chǎn) 40億立方米煤制天然氣項(xiàng)目 可 行 性 研 究 報(bào) 告 2 目 錄 1 總 論 .......................................................... 5 概述 .......................................................... 5 項(xiàng)目建設(shè)的目的和 意義 ............................................ 6 項(xiàng)目建設(shè)和發(fā)展規(guī)劃 ............................................. 7 項(xiàng)目建設(shè)范圍 .................................................. 7 研究結(jié)論和建議 ................................................ 7 2 市場預(yù)測 ....................................................... 10 天然氣概述 .................................................... 10 國外市場分析與預(yù)測 ............................................. 10 國內(nèi)市場分析與預(yù)測 ............................................ 11 3 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 ............................................. 14 生產(chǎn)規(guī)模和操作制度 ............................................ 14 產(chǎn)品方案 ..................................................... 14 4 工藝技術(shù)方案 .................................................... 15 空分裝置 ...................................................... 16 煤氣化裝置 .................................................... 17 一氧化碳變換裝置 .............................................. 20 酸性氣體脫除裝置 ............................................... 21 甲烷化裝置 .................................................... 23 酚、氨回收裝置 ................................................ 24 焦油、石腦油回收裝置 ........................................... 25 硫回收裝置 .................................................... 25 天然氣貯存和壓縮裝置 ........................................... 26 5 設(shè)備方案 ....................................................... 27 概述 ......................................................... 27 設(shè)計(jì)依據(jù) ..................................................... 27 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 ................................................ 27 3 非標(biāo)設(shè)備主要設(shè)計(jì)原則 ........................................... 28 關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)、材料的選擇原則 .................................... 29 6 自控方案 ........................................................ 32 概述 ......................................................... 32 控制方式 ...................................................... 32