煤制天然气的工艺流程与经济性
我国天然气供需现状及煤制天然气工艺技术和经济性分析
四、经济性分析
煤制天然气工艺技术的经济性是投资者和经营者的重要方面。为了评估煤制 天然气工艺技术的经济性，我们需要对其成本、收益和投资回收期进行分析。
首先，煤制天然气的成本主要包括煤炭采购、设备折旧、人工费用和财务费 用等。由于我国拥有丰富的煤炭资源，因此在成本方面具有较大优势。然而，煤 制天然气工艺技术的生产过程中需要大量的水资源，这可能会对企业的经济效益 产生一定影响。
参考内容
随着全球能源结构的调整和清洁能源的兴起，天然气作为一种高效、清洁的 能源，越来越受到人们的。而我国作为煤炭资源丰富的国家，煤制天然气工艺技 术的发展对于优化能源结构、提高能源利用效率具有重要意义。本次演示将对煤 制天然气工艺技术的研究进行探讨。
煤制天然气的基本工艺流程
煤制天然气工艺技术主要包括煤的转化和天然气制备两个环节。首先，将煤 进行气化处理，转化为合成气。合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，然后经过 一系列的化学反应，将合成气转化为甲烷（天然气的主要成分）。最后，经过净 化和压缩处理，得到合格的天然气产品。
展望未来，随着清洁能源需求的不断增长以及天然气制氢技术的不断进步， 天然气制氢产业将迎来更加广阔的发展空间。为了进一步提高天然气制氢的经济 性和环保性，需要加强技术创新和研发力度，推动不同制氢技术的优化和升级。 需要加强政策引导和支持，提高天然气制氢产业的竞争力，促进天然气制氢技术 的广泛应用和可持续发展。
结论：
天然气制氢技术作为重要的能源转换方式，在能源转型和新能源发展过程中 具有重要意义。本次演示对天然气制氢技术的原理、工艺流程、经济性以及不同 技术的优缺点进行了详细的分析和探讨。结果表明，蒸汽重整法在设备投资和运 行成本方面具有较大优势，
适用于大型制氢项目；部分氧化法具有较低的能耗和较高的氢气选择性，适 用于规模较小的制氢项目。在选择制氢技术时，需要综合考虑原料成本、设备投 资和运行成本、氢气售价、能耗和排放等因素，以便选择最合适的制氢方案。
煤制天然气的工艺流程与经济性
煤制天然气的工艺流程与经济性摘要：本文描述了以煤为原料制取高效清洁的代用天然气的技术线路及其关键技术之一-甲烷化技术，并采用PROⅡ对煤制代用天然气工艺进行了流程模拟计算。
除此之外，本文对其经济性进行了分析。
通过上述分析可看出，在我国踊跃稳步推动煤制天然气进展势在必行。
关键词：代用天然气（SNG）甲烷化经济性1 前言随着我国城市化进程的继续推动，对天然气的需求将持续爬升。
而我国天然气储量并非丰硕，为了保障用于城市燃气的天然气的供给，我国2007年11月已经禁止了天然气制甲醇，而且限制煤炭充沛地域的天然气发电。
据预测，我国2 010年、2015年和2020年对天然气的需求别离达到1200亿m3、1700亿m3和20 00亿m3，相应地，天然气缺口别离为300亿m3、650亿m3和1000亿m3。
目前我国天然气的入口途径主要有两条，一条是从俄罗斯和中亚国家通太长输管道入口的天然气，另一条是在东南沿海等地入口的液化天然气（LNG）。
地缘治和国际天然气的运输及价钱都将影响我国天然气的供给。
因此，进展煤制代用天然气（S ubstitute Natural Gas-SNG）就具有了保障我国能源安全的重要性。
煤制SNG能够高效清洁地利用我国较为丰硕的煤炭资源，尤其是劣质煤炭；还可利用生物质资源，拓展生物质的利用形式，来生产国内能源欠缺的天然气，然后并入现有的天然气长输管网；再利用已有的天然气管道和NGCC电厂，在冬季供暖期间，将生产的代用天然气供给工业和用作为燃料用于供暖；在夏天用电顶峰时，部份代用天然气用于发电；在非顶峰时期，能够转变成LNG以作战略储蓄；从而省去了新建燃煤电厂或改建IGCC电厂的投资和成立铁路等基础设施的费用，并保证了天然气供给的渠道和实现了CO的减排。
由此可见，煤制SNG是2一举数得的有效办法，有望成为未来劣质煤炭资源和生物质资源等综合利用的进展方向。
本文以某厂煤制SNG项目为例，第一对总工艺流程进行了简要描述，并对其中甲烷化技术进行了介绍。
煤制天然气甲烷化工艺温控优化
改进措施：优化温度控制系统，提高温度稳定性
温控过程中的常见问题
温度波动过大：可能导致反应不充分或过度，影响产品质量和效率
温度控制不准确：可能导致反应条件不稳定，影响产品质量和效率
温度传感器故障：可能导致温度测量不准确，影响温度控制效果
温度控制策略不合理：可能导致温度控制效果不佳，影响产品质量和效率
持续优化：根据监测结果，对优化方案进行持续改进和优化
5
煤制天然气甲烷化工艺温控优化效果评估
优化前后效果对比
优化前：能耗高，效率低，产品质量不稳定
优化后：能耗降低，效率提高，产品质量稳定
具体数据：优化前能耗为XX，优化后能耗为XX；优化前效率为XX，优化后效率为XX
用户反馈：优化后产品质量得到明显提升，客户满意度提高
汇报人：
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煤制天然气甲烷化工艺温控优化
/目录
目录
02
煤制天然气甲烷化工艺概述
01
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03
煤制天然气甲烷化工艺温控现状及问题
05
煤制天然气甲烷化工艺温控优化效果评估
04
煤制天然气甲烷化工艺温控优化方案
06
煤制天然气甲烷化工艺温控优化发展前景与展望
技术突破与挑战应对
技术突破：新型催化剂、高效反应器、智能控制系统等
展望：实现煤制天然气甲烷化工艺的持续优化和升级，提高经济效益和环境效益。
发展趋势：绿色化、智能化、高效化
挑战应对：提高反应效率、降低能耗、减少排放等
汇报人：
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温控优化可以避免温度过高导致的设备损坏和生产事故
温控优化可以改善工作环境，提高生产安全性和环保性
煤制气：成败取决于长距离管输——新型煤化工项目技术经济性分析之三
西气东输二线相比，煤制气具有 ０ ． ５
本栏 目冠名单位 ：大庆 中蓝 石化有限公司
煤制气 ：成败取决于长距离管输
新型 煤化 工项 目技术 经济性分 析之三
口 记者 陈继军
虽 然 国 内 目前 尚无 一 套 商 业 化 运 营 的煤 制天 然气装 置 ， 但煤 制气 的 技 术 经 济 性 显 然 已经得 到 国家 层 面 的认 可 。专家 指 出 ， 煤制 气项 目在解 决 了 技 术 瓶 颈 、保 证 了市 场 需 求 之 后 ，管 输 问题 成 为项 目 成 功 的关 键 。 继 “ 十一五”批 准大唐 克旗 ４ ０ 亿
天 然气 甲烷 化 中试 装 置 已在 河 南 义 马气化厂 实现了长周期 稳定运行 ， 国产 甲烷 化 技 术 也趋 于成 熟 ，煤 制 气项 目 已经 基本 不 存在 技 术难 题 。 煤 制 天 然 气 的市 场 前 景 同样 被 业 内看 好 。据 了解 ， “ 十一五 ” 以来 ， 我 国天 然 气产 量 和 消 费 量 持 续快 速 增长 ， 供需缺 口 不 断拉大 。 ２ ０ １ ２ 年， 全 国天 然气产量 １ ０ ７ ７ ＇ ［ Ｌ 立方 米 ， 消费量
束 和排 碳 压 力 ，煤 制 气 项 目不 宜 独
立方米／ 年、 大唐阜新４ ｏ ４ Ｌ ￣ 米／ 年、
庆华 伊犁 ５ ５ 亿 立方 米 ／年 、汇能 鄂 尔 多斯 ｌ ６亿立 方米 ／年 四个煤 制 气 项 目之 后 ，今年 以来 ，又有 中电投霍 城６ ０ 亿立方 米 ／ 年 、山东新 汶矿业伊 犁４ ０亿 立 方 米 ／年 、 国 电兴 安 盟 ４ ０ 亿 立方米 ／年等 ８ 个煤 制气项 目获 得 国家发改委 “ 路条 ” ， 从而使煤制气 成为获批项 目 最多的新型煤化工路径。 “ 这 主要 因为煤 制气 已不存在 悬 而 未决 的 技术 难题 ，国 内需求 旺盛 ， 同 时能 解 决 新 疆 、 内蒙 古 等 西部 富 煤 地 区的 煤 炭 深 加 工 问题 ，促 进 地 方 经济 发展 。 ” 陕西省 决 策咨询 委员 会 委 员 贺 永 德告 诉 记 者 。他 说 ，德 国鲁 奇 、 英 国 戴 维和 丹 麦 托 普 索 公 司 目前 均 掌 握 了 甲烷 化 成 套 技 术 ， 其 中鲁 奇 公 司 的 技术 在 日处 理 褐 煤 １ ． ８ ５ 万 吨 的美 国大平 原煤 制 气工 厂 经过了 ３ ０ 多 年 的验证 。为确保 项 目
天然气与煤制气经济性计算方法及实例分析
天然气与煤制气经济性计算方法及实例分析D、停窑维修、维护产生的损失据统计，大部分耐火材料企业每年至少停窑3次，每次至少2天，用于煤气发生炉及管道维护。
其产生的直接产品利润损失为：18000元/年，即1500元/月。
在此期间，因重新点火升温而导致的直接燃料损失为=3.5万*3次=10.5万元，平均每月8750元。
E、其他发生炉的管理不善造成的不安全性给企业带来的隐患；发生炉的净化成本及排污成本；发生炉及储煤占用的土地成本；改用天然气之后A、天然气费用改用天然气后的费用=用量*天然气价格B、其他无三、案例分析某耐火材料企业使用85米的隧道窑，生产高铝砖时使用煤制气与天然气的比较：改造天然气前月均用煤量240t/月2010-2011年煤的市场价格1000元/t改造后月均天然气用量88800m³天然气价格2.86元/m³A、改造前月均用煤费用=月均用煤量*煤的市场价格=240*1000=24万（元/月）（注：此费用不可抵税）B、人工费用=1.08万（元/月）C、因煤质问题产生的损失=240t*6%*1000元=1.44万（元/月）D、停窑维护产生的损失=产品利润损失+直接燃料损失=1500+8750=10250（元/月）综上所述，改造前每月用煤的直接、间接成本=240000+10800+14400+10250=275450元改造后月均用天然气费用=月均天然气用量*天然气价格=88800*2.86=253968（元/月）可抵税13%，税后费用=253968*（1-13%）=220952（元/月）改造后月均节省费用=275450-220952=54498（元/月）结论：该用户在天然气改造过程中，共投入设备（包括：火嘴、燃气管道、二次调压等设备）改造费8万元、燃气工程配套费（包括开口费、设计费、监理费、调压计量、过滤、稳压及管道安装等费用）约为35万元。
从以上计算可知客户改造天然气后，每月比使用煤节省5.4498万元，费用下降15%，并且可在8个月内收回因改造天然气所投入的43万元。
焦炉煤气制取天然气技术及经济分析
无机硫 。最终将原料 气中总硫脱至 ＜０ ． １ ｐ ｐ ｍ。
２ ． ２甲烷 化
甲烷化是 焦炉煤 气制取天然 气的核 心部分 ， 可将 焦炉煤 气 中的 Ｃ Ｏ、 Ｃ Ｏ 、 Ｈ ： 转化 为 甲烷 ， 甲烷含 量可 提高 约 １ ０ ％， 这 样 焦 炉 气就变成 主要含 Ｃ Ｈ 、 Ｈ 和少 量 Ｎ 。 的 气体混合物 。 甲烷化 过 程 为 放热 反 应 ， 出 甲烷化 反 应 器的 气体 进入 废 热锅 炉 回收 余 热， 副产 蒸汽 。焦炉 气 甲烷化 过程 中伴随 系统 析碳 ， 生 产的 碳 沉 积在 催化 剂表 会造成 催化 剂失 活 ， 并且 使床 层 阻力增加 ， 装 置无法 运行 ， 若 甲烷 化转 化不 完全 ， 不仅会 使 甲烷的 收集率 造 成重大 的干 扰 ， 还 会对制 取后 天然 气的 品 质产生影 响 。因此 ， 对 焦 炉气 甲烷化 催化 工艺 的催 化剂要 求较 高 。在 当今企业 的 不断发 展中 ， 我 国的大连普瑞 特化工有 限公 司和 武汉科林 精细 化工 有限 公司 以及 中科院 等诸 多单 位都在 催化 剂方 面取 得 了 较好的 成绩 ， 特别是 武汉科林 更是针对 这个方面 的问题进 行 了 深入 细致 的研 究 ， 开发 出 了一种新 型 的 甲烷 化催化 剂 ， 并 进行 了大批量 的应用 ， 在 催化剂 炉煤 气制 取合成 天然 气 ， 甲烷浓 度大于 ９ ０ ％， 热 值大于 ３ ２ Ｍ Ｊ ， 由于 焦炉煤气 中氢多碳少 ， Ｈ 还有部分 剩
余 。 山西 科 灵环境 工程 设计技 术有 限 公司设 计 了先对 焦炉 煤
气补 碳 ， 优化Ｈ ／ Ｃ 比， 然 后 甲烷 化制取 Ｓ Ｎ Ｇ的方法 ， 进一步提 高
制取 天然 气是 一种新 的可靠 的天然 气供 给方 式 ， 还 能有效减 少 先 采用吸附 法脱除苯 、 萘和 焦油 等杂 质， 加压预 热后脱氯 后 ， 之
煤制天然气
煤制天然气
煤制天然气就是煤经过气化产生合成气，再经过甲烷化处理，生产热值大于8000 kcal/m3的代用天然气（SNG）。
有关煤化工专家认为，煤制天然气与煤制其他能源产品相比，竞争优势十分明显。
首先，体现在煤制天然气工艺流程简单，技术成熟、可靠；消耗低，投资省。
甲烷合成可以在煤气化压力下合成，与生产甲醇、二甲醚相比，省去了多个环节，与煤制合成油相比省去的装置更多。
其次，单位热值投资成本低，总热效率最高。
第三，煤制天然气转化率和选择性高，CO和H2的转化率接近100%。
第四，是煤制天然气废热利用率高，合成天然气废热副产的过热蒸汽可以用于本装置透平循环机空分空压机，能产生较好的经济效益。
此外，煤制天然气更环保，废水不含有害物，易于利用，不需处理就可做锅炉给水或循环水补充水，而煤制甲醇、合成油需对废水做深度处理。
专家还建议，实现煤制天然气和甲醇、二甲醚、氨等联产，经济效益更好，抗风险能力更强。
煤制天然气是最清洁的民用燃气和工艺燃料，也是机动车汽油的最佳替代品，具有热值高、环保性能好、廉价等优点。
在煤炭丰富地坑口转化后，可用管道输送到消费市场，大大降低运输成本，缓解交通运输压力，显现出一定的市场竞争力。
煤制合成天然气项目工艺方案与技术经济比较
摘
要 ： 绍 了煤 制 天 然 气 （ Ｎ ） 型 工 艺流 程 ； 述 了 Ｋ Ｒ 工 艺 （ 化 床 ） Ｂ Ｌ工 艺 （ 定 床 ） Ｓｅｌ 行 水 激 介 ＳＧ典 论 Ｂ 流 、Ｇ 固 、ｈｌ上
冷 ． 艺 （ 流床 粉 煤 气 化 ） ｙ － 气 的技 术 方 案 、 艺装 置 和 公 用 工程 配置 ； 比 了 ３种 不 同类 型 煤 气化 工 艺 的主 要 原 料 、 工 对 公
ｉ ｅｅ ｔ ｇ ｃ ａ ａ ｉ ｃ ｔｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，ｂ ｔａｓ ｌ ｒ ｕ ｄ ｆ ｃ ｏ ｓｏ ｉ ｅ ｅ ｓ ａ ｄ ｒ ｌａ ｉ ｔ ｆｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ，ｉ ａ ｔｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ｎ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔｅ ｃ ｎ ｓ ｌ ｃｉ ｏ ｌｇ ｓｆ ａ ｉｎ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｉ ｕ ｌｏ ａｌ ｏ ｎ ａ ｔ ｒ ｆ ｒ ｎ ｓ ｎ ｅ ｉｂ ｌ ｙ ｏ ｈ ｏｏ ｐ ｉ ｅ ｙ ｍｐ ｃ ｎ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔａ ｄ ｓ ｃ ａ ｂ ｎ ｆ ｔ ｏ ｌ ｉ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｌ ｖ ｌ ａ ｅ ｎ ｏ ａ ｅ ｒ ｏ ｂ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉｅ ｙ ｅ ａｕ ｔｄ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒｄ
（ 流床 粉 煤 气 化 ） 工 艺 方 案 ； 术 经 济 ； 较 气 ； 技 比
ｄｉ１．６ ６ ｊｉ ｎ １０ ８０ ．０ ２ ０ ．０ ｏ ：０ ３ ９ ／ ．ｓ ．０ ４— ９ １ ２ １ ． ４ ０ １ ｓ
中 图分 类 号 ： Ｑ５ ６４ Ｔ ４ ．
文 献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０４— ９ １ ２ １ ）４— ０ １ ０ １０ ８ ０ （０ ２ ０ ０ ０ — ６
Ｐ ｏｅｓＳｈ ｍｅｆｒＰ ｏｅｔ ｆ ｙ ｔｅｉ Ｎ ｔｒｌ ｓ］ａ ｅｂ ｏｌ ｎ ｔ Ｔ ｃｎｃｌ ｄＥ ｏ ｏ ｉ ｏ ｐ ｒ ｏ ｒｃｓ ｃｅ ｊｃ ｎｈ ｔ ａｕ ａ Ｇａ Ｍ ｄ ｙＣ ａ ｄＩ ｅｈ ｉ ｃｎ ｍ ｃＣ ｍ ａｉ ｎ ｏ ｒ ｏＳ ｃ ａ ｓ ａａ ｎ ｓ
我国煤制天然气技术发展现状与经济性分析
我国煤制天然气技术发展现状与经济性分析摘要：煤制天然气是新兴的能源发展方向，是天然气产业结构调整优化的发展方向之一。
煤制天然气具有经济效益好、环境污染低、适用性较强等特点。
本文从我国煤制天然气技术发展现状入手，分析我国煤制天然气甲烷化技术，结合煤制天然气经济性研究，探索我国煤制天然气未来发展措施。
关键词：煤制天然气；技术发展；经济性分析1天然气现状随着我国城市化进程的不断加快，天然气应用范围也越来越广，天然气供需矛盾逐渐显现，部分地区天然气缺口较大，单纯依靠国内生成天然气已经不能完全满足国内天然气需求，1-10月份我国天然气消费量为1465亿立方米，增长了2.7%，而今年1 至10 月，我国进口天然气总量为482 亿立方米，同比增长2.6%；目前，我国天然气进口主要是东南海运天然气与西气东输的境外管道部分，主要是俄罗斯和中亚国家进口，进口天然气价格受到国际天然气价格波动影响较大，加之天然气定价权并没有话语权，因此国际形势与天然气价格波动对我国天然气能源安全造成一定威胁。
我国的能源现状是“富煤、缺油、少气”，我国2007年11月已经禁止了天然气制甲醇，并且限制煤炭充足地区的天然气发电，煤制天然气可以利用劣质煤进行天然气制造，在实践过程中取得了很好的经济效益，煤制天然气与液化天然气和常规天然气相比，主要是可以依托我国丰富的煤炭资源，而且煤制天然气采用的原料煤大多为高水分、低热值的褐煤，与煤发电相比，在经济效益、环境保护等方面都具有良好的实践应用效果，可以有效降低二氧化碳排放量。
此外，煤制天然气生产成本要低于进口天然气成本，对稳定天然气市场价格具有十分重要的意义，煤制天然气可以调节天然气高峰与非高峰，天然气用量一般在冬季需求量更大，煤制天然气可以直接通过现有天然气管道进入到生产生活中，供应企业与个人生产与取暖用，而在天然气需求低谷期可以将天然气用于发电与战略储存。
2 煤制天然气经济性分析2.1 我国煤制天然气成本构成我国煤制天然气成本构成主要由建设成本、运行成本、人工成本等构成。
煤制天然气SNG技术
煤制天然气(SNG)技术1、煤制天然气技术路线传统的煤制天然气技术是以煤炭为原料，气化生产合成气，经净化和转化以后，在催化剂的作用下发生甲烷化反应，生产热值符合规定的替代天然气(Substitute Natural Gas)，也被称为煤气化转化技术。
此技术需要的设备较多，投资较高，但技术非常成熟，甲烷转化率高，技术复杂度略低，因此应用更加广泛，是煤制天然气中的主流工艺。
煤制天然气与煤制其他能源产品相比，能量效率高，单位热值水耗低。
煤制能源产品的能量效率和水耗项目能量效率/% 单位热值水耗/（t〃GJ-1）煤制天然气50～52 0.18～0.23煤制油34.8 0.38煤制二甲醚37.9 0.77煤制甲醇41.8 0.782、煤气化转化技术制备天然气一般情况下，经煤气化得到的合成气的H2/CO比达不到甲烷化的要求，因此需要经过气体转换单元提高H2/CO比。
从工艺技术和加工过程可分为“一步法”和“两步法”两种。
(1) “一步法”煤制天然气技术“一步法”煤制天然气技术就是以煤为原料直接合成甲烷，从而得到煤制天然气的方法，又称“蓝气技术”。
该技术是将煤粉和催化剂充分混合后送人反应器，与水蒸气在一个反应器中同时发生气化和甲烷化反应，气化反应所需的热量刚好由甲烷化反应所放出的热量提供。
反应生成的CH4和CH2混合气从顶部离开反应器进入一个旋风分离器，分离出混合气中夹带的同体颗粒，然后进入一个气体净化器，脱除其中的硫，最后分离出CO2得到煤制合成天然气(SNG)。
煤灰由反应器下部流出，在一个专门设备巾和催化剂进行分离，分离的催化剂返回煤仓继续循环使用。
蓝气技术的特点是在一个反应器中催化3种反映：气化反应、水煤气变换反应、甲烷化反应，难点是催化剂的分离。
(2)“两步法”煤制天然气技术“二步法”是先将煤转化成合成气(H2和CO)，然后再进行甲烷化得到SNG的方法。
从煤转化为SNG需要经历几个步骤：(1)气化：在一定压力(3～4 MPa)和温度(1000～1300℃)下，煤与氧气和过热水蒸气的混合物发生气化反应生成富含H2和CO的煤气。
煤制天然气工艺简介
• 之后煤气水依次进入初焦油分离器和最终油
分离器，分别将焦油和中油分离出来作为产 品。而来自低温甲醇洗的含油煤气水则进入 含油煤气水膨胀器进行泄压闪蒸，闪蒸气也 是送往热电锅炉处理；然后煤气水进入油分 离器和最终油分离器，将中油分离出来作为 产品；分离出焦油和中油之后的酚水送往酚
氨回收进行脱酚和脱氨处理。
别送往煤气水分离装置。
INET
3.煤气水分离装置
• 煤气水分离装置为四系列，是将气化、变换冷却和
低温甲醇洗装置来的煤气水进行物理分离，将焦油
、中油、闪蒸汽分离出来，之后酚水送酚氨回收；
其采用的原理就是泄压闪蒸和重力沉降。
• 气化和变换冷却来的含尘煤气水经换热器冷却后首 先进入膨胀槽进行泄压闪蒸，将煤气水中含带的二 氧化碳等气体闪蒸出来送往热电锅炉处理；
碳压缩机和2台循环气压缩机） • 混合制冷装置2系列 • 硫回收装置1系列
1、低温甲醇洗
• 在原料气净化工艺中，无论采用哪一 种原料或者那一种气化方法制得的合 成原料气，除含有H2、CO、CO2、 CH4以外，还含有其余相当数量的组 分均为合成反应所不需要的各种杂质 ，如：硫化物、氮化物、氢氰酸、惰 性气体、煤焦油等。
2、混合制冷（采取以氨为制冷剂 ）
• 制冷为甲醇洗装置、空分装置的各氨冷却器提供不 同等级的制冷液氨，同时又把返回的气氨在此压缩 、冷凝成液氨。
• 此方案是将蒸发后的气氨经离心式氨压机提压后再去吸 收制冷，避免了吸收器在负压下操作，使生产操作更加 稳妥可靠，混合制冷采用工艺副产的低压蒸汽作热源， 系统中的溶解热及冷凝热由冷却水带出。
气化装置工艺流程示意图
煤
煤斗
煤锁 氧气 气 化 蒸汽 炉 洗 涤 冷 却 器 废 热 锅 炉
煤制天然气 工艺技术方案
XXX 公司
WEC
XX 公司山西大同 SNG 项目可行性研究
4-2
根据煤气化炉的结构特点和燃料在气化炉中进行转化时的运动方式， 煤气化工艺 可分为三种类型：固定床（移动床） 、流化床和气流床。 (1) 固定床煤气化工艺 固定床气化炉中通常煤从炉顶部加入，气化剂从炉底部送入。炉中一般分为干燥 层、干馏层、还原层和燃烧层，在不同的区域中，各个反应过程所对应的反应区域界 面比较明显。 传统的常压固定床煤气化炉以空气（或富氧）和水蒸汽为气化剂，大多以无烟块 煤为原料，具有单炉气化强度小、碳转化率低、排出的污染物多等缺点。 ★ 碎煤加压气化技术 加压固定床气化炉在高于大气压力下进行煤的气化操作， 以氧气和水蒸汽为气化 剂， 以褐煤、 长焰煤或不粘煤为原料。 在工业中运用比较成熟的为碎煤加压气化工艺。 其主要特点为： ① 原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤都能气化，并能气化 高水分、高灰份的劣质煤； ② 合成气中含有大量的CH4，对于以煤为原料生产城市煤气更有利； ③ 单元装置投资低。 但该工艺也存在缺点，主要表现在： ① 气化及后序处理单元产生废水多，废水成份复杂，废水处理困难，处理成本较高； ② 煤气中含有较多的焦油、酚、氨等杂质，后工序不易处理。 ★ BGL煤气化工艺 英国燃气公司在原鲁奇固定床加压气化炉技术基础上，开发了液态排渣的BGL 煤气化工艺。自上世纪70-80 年代技术开发至90 年代初，经过对大量的英国、美国、 欧洲的烟煤、焦炭和欧洲的褐煤在工业化规模试验炉上的试烧和运行可靠性验证， BGL 技术完成大规模中试和工业化示范，直径 2.3 米的气化炉可达到日投煤量 500 吨的水平，气化强度高出原鲁奇加压气化炉近3 倍。BGL 熔渣气化技术在工业化规 模试验炉上对超过18 万吨的英国和美国许多煤种以及石油焦等投料作了累计超过 1 万4 千3 百小时的试烧，最长连续开车达90 天，积累了大量的试烧数据，开发了完 整的气化模拟分析软件、操作手册和设计手册。 90 年代中后期，在德国东部德累斯顿附近的黑水泵（Schwarze Pumpe）煤气 化厂建设了一台内径3.6 米的BGL气化炉生产合成气，为大型发电厂提供燃料气、为
煤制气LNG合成工艺
具有高效、环保、可再生的特点，能够满足现代能源市场的 需求，同时为煤炭资源提供了一种高效利用的途径。
工艺流程简述
气化反应
将预处理后的煤炭与氧气、水 蒸气进行气化反应，生成合成 气。
甲烷化反应
将纯净的一氧化碳和氢气在催 化剂的作用下进行甲烷化反应， 生成甲烷。
原料准备
选用优质煤炭作为原料，经过 破碎、筛分等预处理，得到符 合要求的细颗粒煤炭。
06 煤制气LNG的安全与操作 管理
煤制气LNG的安全风险
爆炸风险
煤制气LNG在生产、储存和使用 过程中，如果遇到明火、高温或
泄漏等情况，可能引发爆炸。
中毒风险
煤制气LNG中含有硫化氢、一氧 化碳等有毒物质，如果泄漏或吸 入，可能对人员造成中毒。
窒息风险
煤制气LNG生产过程中可能产生 氮气、二氧化碳等气体，如果浓 度过高，可能导致人员窒息。
煤制气LNG合成工艺
目 录
• 煤制气LNG合成工艺概述 • 煤制气原料与预处理 • 煤气化工艺 • LNG合成与处理 • 煤制气LNG的环境影响与可持续发展 • 煤制气LNG的安全与操作管理
01 煤制气LNG合成工艺概述
定义与特点
定义
煤制气LNG合成工艺是一种将煤炭转化为液化天然气的过程 ，通过一系列化学反应和净化处理，将煤中的化学能转化为 LNG的能量形式。
02 煤制气原料与预处理
煤的选择与准备
01
02
03
煤种选择
根据工艺要求和产品需求， 选择适合的煤种，如烟煤、 褐煤等。
煤的破碎
将大块煤破碎成小块，以 便于后续的磨制和液化处 理。
煤的干燥
去除煤中的水分，以提高 煤的液化效率和产品质量。
煤制天然气联产甲醇、乙二醇工艺路线及经济性探索与分析
煤制天然气联产甲醇、乙二醇工艺路线及经济性探索与分析摘要：乙二醇是重要的化工原料和战略物资，用于制造聚酯(可进一步生产涤纶、饮料瓶、薄膜)、炸药、乙二醛，并可作防冻剂、增塑剂、水力流体和溶剂等。
煤制乙二醇就是以煤炭替代石油乙烯生产乙二醇。
专家指出，这个生产乙二醇的方法适合我国缺油、少气、煤炭多的国家。
煤制乙二醇也就是合成气制乙二醇，在反应过程中会产生少量副产物，通过精馏将甲醇、乙醇、水、1，2-丁醇等轻组分进行分离，从而得到聚酯级乙二醇。
关键词：煤制天然气；多联产；甲醇；乙二醇；经济分析引言焦炉煤气富含大量的氢气和甲烷，可以作为理想的化工生产原料，若采用燃烧、排放等传统处理方法，不仅浪费了资源，也对环境造成了污染。
因此，高效、合理地利用焦炉煤气是焦化行业迫在眉睫的问题。
2010—2020年我国乙二醇的需求量呈逐年增加趋势，对进口乙二醇有着较高的依赖，这也从侧面反映我国乙二醇工业的发展有着广阔的前景。
根据原料的不同，乙二醇生产工艺大致可分为石油路线和非石油路线。
考虑到前者对石油资源的依赖较为严重，所以非石油路线在我国逐步引起重视并得到大力推广，其中发展较为成熟的工艺有草酸酯法和甲醛羰化法。
草酸酯法具有反应条件温和、原子利用率高和环保清洁等特点，已成为我国“C1化工”中重要的研究课题。
因此，本文采用草酸酯法作为焦炉煤气制乙二醇体系的核心工艺。
1煤制乙二醇工艺概述近几年由于煤炭的开采量多和对煤炭的不断研究，合成气生成乙二醇的产量也在增加，我国是拥有大量煤炭的国家，所以合成气制乙二醇的工艺多应用在中国。
草酸二甲酯是将煤炭分解后，经过气化、变换、净化及分离几个工段后提纯出纯净的CO和H2，将CO、O2和CH3OH混合后经催化剂催化反应后生成草酸二甲酯，再经过蒸馏、分离后得到浓度较高的草酸二甲酯，生成的草酸二甲酯再与H2进行催化加氢反应后又经过有效的提纯后最终获得聚酯级乙二醇。
2煤制天然气工艺技术煤制天然气技术是以煤为原料，经过煤气化、低温甲醇洗制取合成气，再经过甲烷化合成天然气。
煤制天然气生产工艺流程及合成工段工艺简介
有较好的催化活性和稳定性； 孔分布更好，比表面积更大；
四、合成工段催化剂
3、甲烷化催化剂结构性能
（3）催化剂助剂 助剂是催化剂的重要组成部分，其加入量虽小，却可以提高
近年来我国煤制甲醇、煤直接和间接制油、煤 制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇等技术和装备自 主化率达到 85%以上，新型煤化工产能已初具规 模。
一、煤化工产业
3、新型煤化工特点
以清洁能源为主要产品
煤炭-能源化工一体化 高新技术及优化集成
八项
人力资源得到发挥 环境友好
建设大型企业和产业基地
经济效益最大化
15500 20000 15500 20000
四、合成工段催化剂
2、甲烷合成工段
第二、三、四甲烷化反应器 催化剂预期寿命5年，保证寿命3年
功能 甲烷化 甲烷化 甲烷化
催化剂 型号
wt%
填充密度
颗粒（ mm）
MCR
Ni
1.1 11 x 5
PK-7R
Ni 20-30 NiO 1-5 Al2O3 60-70
净煤气
煤
气 水
氧气
空分
硫
冷
化
量
氢
混合制冷 硫回收
产品石脑油 产品硫磺
煤气水 酚水 分离
氨水
酚回收
氨回收
产品液氨
产品焦油 中油
产品粗酚
全厂废水
生化污 水处理
甲烷合成
天 然 气
压缩 干燥
天 然 气
天然气 首站
二、煤制天然气生产工艺流程
加压气化炉煤气和天然气的经济性分析
加压气化炉煤气和天然气的经济性分析引言：加压气化炉是一种常用于将固体燃料转化为煤气或合成气的设备。
在煤气和天然气两种燃料中，选择更经济的一种对于能源利用的效率和成本控制至关重要。
因此，本文将对加压气化炉的煤气和天然气进行经济性分析，以探讨哪种燃料的选择更为划算。
1. 加压气化炉的原理与应用加压气化炉是一种将固体燃料转化为可用于燃烧或其他化学反应的煤气或合成气的设备。
它通过加压、加热和催化等过程将固体燃料中的可燃成分释放出来，并转化为气体状态的能源。
这种设备在各行业中得到广泛应用。
例如，加压气化炉可以用于生产合成气，以供应化学工业中的合成反应和制造气体燃料。
此外，它还可用于煤矿、炼油、石化和冶金等领域，以提高能源利用效率和降低环境污染。
2. 加压气化炉煤气的经济性分析2.1. 燃料成本加压气化炉使用煤作为主要固体燃料时，煤的价格是影响经济性的重要因素。
煤的价格会受到地区、品种和质量等因素的影响，不同地区的煤价存在较大差异。
此外，煤井的开采和运输成本也需要考虑。
2.2. 设备成本加压气化炉的投资成本包括设备购置费、安装费、调试费和维护费等。
这些成本对于经济性的影响非常大。
较大规模的加压气化炉设备一般具有更高的投资成本，需在经济效益分析中予以综合考虑。
2.3. 环境成本加压气化炉使用煤作为固体燃料时会产生大量的气体和固体废弃物。
这些废弃物需要进行处理和排放，处理费用和环境损害的因素也是经济性分析中的重要考虑因素。
综上所述，加压气化炉使用煤气时的经济性分析需要综合考虑燃料成本、设备成本和环境成本等多个因素。
3. 加压气化炉天然气的经济性分析3.1. 燃料成本与煤相比，天然气一般具有更高的价格。
然而，天然气的价格受到市场供需、地理位置和协议等因素的影响。
由于天然气具有高热值和低污染的特点，它在一些特定的工业和商业领域中得到广泛应用。
3.2. 设备成本加压气化炉使用天然气作为燃料时，由于其燃料的特点，设备的投资成本相对会较低。
煤制气工施工详细操作规定
煤制气工施工详细操作规定煤制气是一种能够将煤炭转化为燃气的工艺方法。
在煤制气工程的施工中，需要遵循一定的操作规定，以确保工程质量和安全性。
1.煤炭加工准备在进行煤制气之前，需要进行煤炭加工准备工作。
首先，将原煤进行破碎，使其颗粒大小均匀。
然后，通过煤炭洗选，清除掉煤炭中的杂质和灰分，提高煤炭的质量。
2.煤气化反应器的建设煤气化反应器是煤制气工程的核心设备，用于将煤炭转化为燃气。
在建设煤气化反应器时，需要进行下列操作：2.1.地基处理：首先，对煤气化反应器所在地的地基进行处理，确保地基的稳定性和强度。
2.2.反应器壁的安装：将反应器壁进行预制，然后按照设计要求进行安装。
2.3.加热炉的安装：在反应器壁内部安装加热炉，用于提供煤炭气化所需的热能。
2.4.煤气化剂输送系统的建设：建设煤气化剂输送系统，将煤气化剂输送到反应器中，与煤炭进行气化反应。
3.煤气净化装置的建设煤气净化装置用于清除煤气中的杂质和有害成分，保证燃气的纯净性。
在建设煤气净化装置时，需要进行下列操作：3.1.洗涤塔的建设：设计和建设洗涤塔，用于将煤气中的硫化氢和二氧化碳等有害气体去除。
3.2.除尘器的安装：安装除尘器，用于去除煤气中的颗粒物和灰尘。
3.3.吸附塔的建设：建设吸附塔，并填充吸附剂，用于吸附煤气中的杂质。
4.煤气压缩和储存系统的建设煤制气得到的燃气需要进行压缩和储存，以满足后续燃气使用的需要。
在建设煤气压缩和储存系统时，需要进行下列操作：4.1.压缩机的安装：安装压缩机，将燃气进行压缩，提高储存密度和使用效率。
4.2.燃气储罐的建设：建设燃气储罐，并按照设计要求进行密封和防腐处理。
4.3.燃气输送管道的建设：建设燃气输送管道，将燃气输送到用户或储气罐。
5.安全措施在进行煤制气工程施工时，需要严格遵守安全操作规定，保证工程的安全性。
具体的安全措施包括：5.1.施工现场的划定：划定施工现场，确保施工现场外部人员无法进入。
5.2.现场安全防护设施：建设相应的安全防护设施，包括防护栏杆、安全网等。
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煤制天然气的工艺流程与经济性
摘要：本文描述了以煤为原料制取高效清洁的代用天然气的技术路线及其关键技术之一-甲烷化技术，并采用PROⅡ对煤制代用天然气工艺进行了流程模拟计算。
除此之外，本文对其经济性进行了分析。
通过上述分析可看出，在我国积极稳步推进煤制天然气发展势在必行。
关键词：代用天然气（SNG）甲烷化经济性
1 前言
随着我国城市化进程的继续推进，对天然气的需求将持续攀升。
而我国天然气储量并不丰富，为了保障用于城市燃气的天然气的供应，我国2007年11月已经禁止了天然气制甲醇，并且限制煤炭充足地区的天然气发电。
据预测，我国2 010年、2015年和2020年对天然气的需求分别达到1200亿m3、1700亿m3和20 00亿m3，相应地，天然气缺口分别为300亿m3、650亿m3和1000亿m3。
目前我国天然气的进口途径主要有两条，一条是从俄罗斯和中亚国家通过长输管道进口的天然气，另一条是在东南沿海等地进口的液化天然气（LNG）。
地缘治和国际天然气的运输及价格都将影响我国天然气的供应。
因此，发展煤制代用天然气（S ubstitute Natural Gas-SNG）就具有了保障我国能源安全的重要性。
煤制SNG可以高效清洁地利用我国较为丰富的煤炭资源，尤其是劣质煤炭；还可利用生物质资源，拓展生物质的利用形式，来生产国内能源短缺的天然气，然后并入现有的天然气长输管网；再利用已有的天然气管道和NGCC电厂，在冬天供暖期间，将生产的代用天然气供给工业和用作为燃料用于供暖；在夏天用电高峰时，部分代用天然气用于发电；在非高峰时期，可以转变为LNG以作战略储备；从而省去了新建燃煤电厂或改建IGCC电厂的投资和建立铁路等基础设施的费用，并保证了天然气供应的渠道和实现了CO
的减排。
由此可见，煤制SNG是
2
一举数得的有效措施，有望成为未来劣质煤炭资源和生物质资源等综合利用的发展方向。
本文以某厂煤制SNG项目为例，首先对总工艺流程进行了简要描述，并对其中甲烷化技术进行了介绍。
其次对流程进行了模拟计算，得出客观可靠数据。
最后对煤制SNG在节能减排方面的优势以及经济性进行了分析。
2 工艺简介
煤制SNG技术是利用褐煤等劣质煤炭，通过煤气化、一氧化碳变换、酸性气体脱除、高甲烷化工艺来生产代用天然气。
本文所研究项目的工艺流程如图1
所示，其中气化采用BGL技术，并配有空分装置和硫回收装置。
主要流程为：原煤经过备煤单元处理后，经煤锁送入气化炉。
蒸汽和来自空分的氧气作为气化剂从气化炉下部喷入。
在气化炉内煤和气化剂逆流接触，煤经过干燥、干馏和气化、氧化后，生成粗合成气。
粗合成气的主要组成为氢气、一
氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、油和高级烃，粗合成气经急冷和洗涤后送入变换单元。
粗合成气经过部分变换和工艺废热回收后进入酸性气体脱除单元。
粗合成气经酸性气体脱除单元脱除硫化氢和二氧化碳及其它杂质后送入甲烷化单元。
在甲烷化单元内，原料气经预热后送入硫保护反应器，脱硫后依次进入后续甲烷化反应器进行甲烷化反应，得到合格的天然气产品，再经压缩干燥后送入天然气管网。
图1 煤制SNG总工艺流程示意图
3 甲烷化技术
煤制SNG工艺流程中主要包括煤气化、变换、酸性气体脱除、甲烷化等工艺技术，其中高甲烷化技术为关键技术之一。
3.1 托普索甲烷化技术
丹麦托普索公司开发甲烷化技术可以追溯至20世纪 70年代后期，该公司开发的甲烷化循环工艺（TREMP TM）技术具有丰富的操作经验和实质性工艺验证，保证了这一技术能够用于商业化。
该工艺已经在半商业规模的不同装置中得到证明，在真实工业状态下生产200 m3/h～3000 m3/h的SNG。
在TRE MP TM工艺中，反应在绝热条件下进行。
反应产生的热量导致了很高的升，通过循环来控制第一甲烷化反应器的度。
TREMP TM工艺一般有三个反应器，第二和第三绝热反应器可用一个沸水反应器（BWR）代替，虽投资较高，但能够解决空间有限问题。
另外，在有些情况下，采用四个绝热反应器是一种优化选择，而在有些条件下，使用一个喷射器代替循环压缩机。
除了核心技术外，因为生产甲烷的过程要放出大量的热量，如何利用和回收甲烷化热量是这项技术的关键。
托普索工艺可以将这些热量再次利用，在生产天然气的同时，产出高压过热蒸汽。
3.2 Davy甲烷化技术
20世纪90年代末期，Davy工艺技术公司获得了将CRG技术对外转让许可的专有权，并进一步开发了 CRG技术和最新版催化剂。
Davy甲烷化工艺技术除具有托普索TREMP TM工艺可产出高压过热蒸汽和高品质天然气特点外，还具有如下特点：催化剂已经过工业化验证，拥有美国大平原等很多业绩。
催化剂具有变换功能，合成气不需要调节H/C比，转化率高。
催化剂使用范围很宽，在230℃～700℃范围内都具有很高且稳定的活性。
3.3 鲁奇甲烷化技术
鲁奇甲烷化技术首先由鲁奇公司、南非沙索公司在20世纪70年代开始在两个半工业化实验厂进行试验，证明了煤气进行甲烷化可制取合格的天然
转化率可达98％，产品甲烷含量可达95％，气，其中CO转化率可达100％，CO
2
低热值达8500kcal/Nm3，完全满足生产天然气的需求。
4 工艺流程模拟
4.1计算基准
气化技术采用BGL技术，天然气产量为20亿Nm3/a，其中甲烷含量为96.46％。
原料煤煤质组成及热值如下：
表1 原料煤煤质组成及热值
4.2关键物流数据
通过流程模拟得到各关键物流的数据如表2所示，其中物流号与图1相对应。
该装置的主产品为20亿Nm 3/a 天然气，副产品中除了一些油品外还有10000t/a 的硫磺。
通过对全厂热量平衡计算，需配备3台460t/h 的锅炉，满足全厂供汽后可发电120MW 。
4.3主要原料和公用工程消耗
5经济性分析 5.1计算假定
项目投产后第一年生产负荷为90％、第二年生产负荷为90％，以后各年均为100％，生产期15年，工程计算期18年。
原料煤价格为160元/t ，水资源费为6元/t ，电价为
0.36元/ KWh ，天然气价格为1.67元/Nm 3，硫磺价格为700元/t 。
5.2投资
本文所研究的煤制SNG 项目的投资估算见下表：
表7 煤制SNG 投资估算表
5.3成本估算
5.4 效益分析
本文所研究项目的产品天然气单位生产成本为1.07元/Nm3，影响成本的主要因素为原料煤价格及建设投资。
该项目所得税后全部投资财务内部收益率为1 0.65％，财务净现值（i=10％）为54463万元。
财务内部收益率大于基准收益率，说明盈利能力高于行业规定。
所得税后的投资回收期为9.77年（含建设期3年），均小于行业基准回收期，表明项目投资能按时收回。
此外，根据敏感性分析，随着原料煤价格的下降以及天然气价格的上涨，税后内部收益率还会提高。
由此可见，煤制SNG具有较好的经济可行性。
6 结论
总之，在我国发展煤制SNG，各项常规技术已有较广泛的应用和发展，如碎煤加压气化、空分、耐硫变换、脱硫脱碳、锅炉和汽机等技术。
甲烷化反应器及催化剂在传统应用中也取得了一定的经验，而大规模应用可以借鉴国外成熟技术。
为此，扎实稳步地在中国推进煤制SNG发展路线，无论是适度发展煤制天然气，补充天然气资源，缓解国内天然气供求的矛盾，还是推广已有成熟技术或新技术储备，都将具有积极的推动意义。