关于煤制天然气工艺的比较

关于煤制天然气工艺的比较

我要打印 IE收藏放入公文包我要留言查看留言来源：其他添加人：admin 添加时间：2011-4-16 11:55:00

1煤制天然气的开发状况

1.1国外煤制天然气的开发状况

煤制天然气的核心技术除气化技术以外，还有甲烷化技术，气化技术已经非常成熟，甲烷化技术是在煤气化的基础上，进行煤气甲烷化，鲁奇公司、沙索公司在两个半工

业化实验厂上进行考察认为煤气进行甲烷化，可制取合格的代用天然气。在国外，美国大

平原煤气化厂已投产，它是世界上第一座由煤气化经甲烷化合成高热值煤气的大型商业化

工厂。第1期工程的设计能力为日产代用天然气3890km3（相当于日产原油20k桶），于1980年7月破土动工，1984年4月完工并投入试运转，1984年7月28日生产出首批代用天然气并送入美国的天然气管网。

丹麦的托普索公司近期也推出了煤制天然气技术，该技术采用托普索自己的专用催化剂。据声称，该公司的煤制天然气技术已经应用在美国伊利诺斯州杰斐逊的1个煤气化工厂，这个煤气化工厂将于2010年投入运行，届时每年可将约4000kt煤炭转化为天然气。

1.2国内煤制天然气的开发状况

在80年代，国内开始开展“水煤气甲烷化技术生产城镇燃气的研究”，“城市

煤气甲烷化”的研究，当时主要用来解决城市煤气热值问题，承担这个课题的单位有：中

国科学院大连化物所、中国科技大学、西北化工研究所、华东理工大学、煤炭部北京煤化

所，沈阳煤气化所，经过多年的科技攻关，取得了生产中热值城市煤气的系列煤气甲烷化

技术。即：常压水煤气甲烷化技术、耐硫甲烷化技术，并达到世界先进水平。并利用常压

水煤气甲烷化技术建厂10多座，其精脱硫催化剂、脱氧剂和常压甲烷化催化剂成为国家

级新产品，甲烷化催化剂获优秀发明专利一项、国家发明三等奖、中科院科技进步一等奖、省市级奖3项；精脱硫剂获优秀专利1项，国家发明二等奖1项，脱氧剂发明专利一项，获辽宁省科技进步二等奖。后因出现价格相对低廉的液化气，天然气，取代了城市煤气，

常压水煤气的生产厂纷纷被迫停产，此项技术渐渐淡出人们的视线。

2托普索技术简介

托普索公司提供了一种有竞争性的工艺，能够从廉价的含碳原料中生产替代性天

然气（SNG），SNG中富含甲烷，可以同天然气相互替代并以相同方式进行输送。

（1）煤在氧气和水蒸气存在条件下气化生成富含氢气和一氧化碳的气体。

（2）酸转化（变换反应）可以调节氢气和一氧化碳的比例，将有机硫转换为无

机硫，变换催化剂是耐S的（S含量可达50×10-6-5%），温度范围：200～500℃。

（3）酸性气体脱除：在洗涤工艺中可脱除。富含硫化氢的气流经过进一步处理，

可以将含硫尾气转化成浓缩硫酸（WSA工艺），95%～99.7%的S回收转化成硫酸且无废水产出。

（4）碳氧化物与氢气在甲烷化装置中反应生成甲烷，然后通过干燥和适当压缩

以达到管线所要求的条件。

3托普索工艺

在托普索工艺中，上面的反应方程式在绝热反应器里进行。反应热（合成天然气

反应热占合成气反应热值的20%），可以导致高的温增，利用循环可以用来控制在第1个甲烷化反应器的温增。

3.1 流程叙述

煤、焦炭或生物质经过气化后生成粗合成气，经过耐硫CO变换，利用低温甲醇洗涤脱除酸性气体CO2和H2S，酸性气体进入焚化炉和SO2转换器生成SO3，经过浓缩塔

后冷却，用酸泵打到储罐，脱除后的合成气（温度325℃）进入反应器1（固定床，填有托普索MCR-2催化剂），第一反应器出口气体温度650℃，CH4含量57%，被两段冷却，一部分循环与原料气混合，另一部分进入反应器2继续甲烷化反应，出口温度494℃，CH4含量80%，经过高压锅炉后进入反应器3，出口温度342℃，CH4含量94%，经过冷凝和压缩可以并入天然气管网。

3.2托普索MCR-2催化剂介绍

托普索公司提供催化剂和基于独立开发的技术。托普索在利用结合知识方面处于

1个独特的位置。高温甲烷化催化剂MCR-2的开发顾及到1个独特的技术因素，例如高的

能量利用效率和独特的催化剂形状以保证低的压力降。通过45000h多的运行操作来保证

其长期的稳定性，MCR-2催化剂寿命大约4a。

4大连化物所常压煤制天然气技术

4.1概况

常压水煤气部分甲烷化生产城镇煤气新技术是中国科学院大连化学物理研究所

开发的科技成果。它以常压水煤气为原料，经过净化和甲烷化直接得到3500大卡/m3合格的城市煤气，如增加脱碳工艺可提到4000大卡/m3以上。该成果已于1987年7月通过专家鉴定，并由国家计委确定分别在上海市青浦县和辽宁省瓦房店市建设规模为日产30～4 0km3管道煤气示范厂。该反应在甲烷合成温度下，达到平衡是很慢的。当有碳沉积产生时会造成催化剂的失活。

根据热力学平衡，离开反应器的气体混合物组成决定于原料气的组成、压力和温度，反应气体中二氧化碳含量的增加，将使达到平衡时甲烷的含量降低，一氧化碳含量升

高，随反应温度的升高，平衡时甲烷的含量低，一氧化碳和二氧化碳含量增加。提高压力

将使平衡时的甲烷含量增加。

4.2 常压煤制天然气的工艺路线

常压水煤气甲烷化催化剂是合成气经精脱硫后再甲烷化.

4.3 常压煤制天然气的工艺技术特点

（1）其发明的3018高硫容改性活性炭精脱硫新工艺。它具有能深度脱除无机硫

和有机硫，操作方便，不产生污染等特点，具有世界领先水平，曾获2001年度国家发明二等奖。已在全国4大油气作为初脱和精脱。

（2）采用抗CO中毒贵金属脱氧剂，已有在高浓CO气源中工业使用8a的业绩，活性高，CO不歧化，该技术获辽宁科技进步奖。

（3）采用其首创的常压甲烷化催化剂。具有高活性，高选择性，抗结炭，抗“飞

温”等优良特性，具有国际先进水平。

（4）导热油沸腾排热反应器。具有传热效率高，一台反应器即可完成甲烷化反

应。