煤制气LNG合成工艺
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制作人：**
合成工段总貌
工艺原理
合成工段甲烷化是将净化工段送来的净化后焦炉气体（以后简称新鲜净化气）中所含 的CO、CO2加H2在催化剂存在下生成CH4和H2O，化学反应方程式为： CO +3H2 = CH4+H2O △H0 298=-206 KJ/mol CO2+4H2 = CH4+2H2O △H0 298=-165 KJ/mol 由上述方程式可知，此反应为可逆、体积缩小的、强放热反应。在一定的条件下，还 有以下副反应发生： 积碳反应：CO+CO = CO2+C CH4=C+2H2 羰基镍反应：Ni+4CO = Ni(CO)4 这些副反应不仅影响甲烷化催化剂的活性和寿命，而且羰基镍的生成对人体有害，积 碳反应可能引起反应器飞温，所以一定要避免这些副反应发生。
三段反应器温度及操作
三段反应器入口温度 三段反应器入口温度应控制在260~320℃之间 在确保一段入口温度的前提下，手动或者自动调节TV3018调节二级 废锅出口温度，来调节三段反应器入口温度。 三段反应器热点温度 三段反应器热点温度应该≤360℃。 当反应器温度高于360℃时，可以适当调节TV03018降低进入三段 反应器的进口温度来调节，温度控制范围为260~320℃。也可以通 过FIC3003，增加进入一段反应器的新鲜净化气量，减少进入三段 反应器CO与CO2的总量来调节，同时注意调整循环气来维持一段反 应器的热点温度。也可以调加大循环气量，减少进入三段反应器CO 与CO2的总量来降低热点温度。 或者适当提高系统的压力，已增大循环量的目的。减少温度飞升。 当以上方法均不能控制时，可以适当减少负荷。
工艺流程简述
来自净化工段的新鲜净化气，经净化气冷却器E0310换热冷却，进入净化气水 分离罐V0301分水，随后进入保护床T0301，脱除有机硫和无机硫，降低新鲜净 化气中硫含量的波动对甲烷化催化剂的影响。随后经过净化气预热器E0301预 热后分为两路：A路和B路。A路气体喷入少量凝液后与循环气混合，随后经过 一段入口气换热器E0302提温后进入一段反应器R0301，在催化剂作用下发生 甲烷化反应。一段反应器R0301出口气体经过一级废锅E0303冷却后，与新鲜 净化气的B路混合，然后进入二段反应器R0302，继续进行甲烷化反应。反应后 气体，经二级废锅E0304冷却，一段入口气换热器E0302回收热量后，进入三 段反应器R0303反应。三段反应器R0303出来的合成气体，依次通过净化气预 热器E0301、循环气换热器E0305、除氧水预热器E0306回收热量后，再经产品 一级冷却器E0308（冬季热水换热器E0309，冬天使用）冷却，后进入一级水 分离罐V0302进行气液分离。分离出的液体进入凝液储罐V0305，分离出的气 体一部分经产品二级冷却器E0308冷却后，进入二级水分离罐V0303进行气液 分离。另一部分气体进入循环压缩机C0301加压，压缩机出口脱油槽V0308脱 油，并由循环气换热器E0305预热后与进入一段反应器的新鲜净化气混合。二 级水分离罐V0303分离出的气体作为合成工段产品气送往液化工段，分离出的 液体进入凝液储罐V0305。
二段反应器温度及操作
二段反应器入口温度 二段反应器入口温度应控制在280~320℃之间 a. 手动或者自动调节TV03015调节一级废锅出口温度，来调节二段 反应器入口温度。 二段反应器热点温度 二段反应器热点温度应该≤480℃。 a. 该反应器的热点温度，主要通过调节新鲜净化气进入二段反应器 的量来控制(FIC3003开度)，若二段反应器热点温度偏高则减少进入 二段反应器的新鲜净化气量，反之则增加，同时注意调整循环气来 维持一段反应器的热点温度。 b. 在保证一段反应器床层温度稳定的前提下，当二段反应器热点温 度偏高，可以适当加大循环气量，若偏低则减小循环气量。 c.或者适当提高系统的压力，已增大循环量的目的。减少温度飞升。 d. 当以上方法均不能控制时，可以适当减少负荷。
一段反应器温度及操作
一段反应器入口温度应控制在280~320℃之间 入口温度可以通过调节开工炉来适当调节。 一段反应器热点温度应该≤550℃。 a. 一段反应器的热点温度主要通过循环气量来控制，若 热点温度偏高，则加大循环气量，若偏低则减小循环气 量。 b. 在确保一段反应器进口温度的前提下，可以适当的调 整凝液喷射量来调节热点温度，喷入凝液过多会影响CO 与CO2的转化率。因此喷入的循环液要适量。 c.或者适当提高系统的压力，已增大循环量的目的。减 少温度飞升。 d. 当以上方法均不能控制时，可以适当减少负荷。
净化气的工Leabharlann Baidu要求
新鲜净化气 新鲜净化气进入合成界区的工艺 条件 温度190℃，压力2500KPaG， 流量约 33000Nm3/h。 新鲜净化气中的总硫含量＜ 20ppb(v/v) 通过分析点A0301取样分析，当 测得新鲜净化气中的总硫含量大 于20ppb(v/v)时，经再次分析确 认，若总硫含量仍大于 20ppb(v/v)，停止新鲜净化气的 进入。
工艺废水排放的处理
一级水分离罐和二 级水分离罐分离的 废水在循环液储罐 混合后排出界区。
产品气的工艺要求 及CO2的控制方法
产品气中CO2含量的控制 温度≤40℃，压力1.8Mpa(G)~ 1.85Mpa(G)，CO2含量 ≤300ppm 降低产品气中CO2含量的几种方法。 加大循环量，降低一段反应器和二段反应器热点温度。原理 是增加了CO和CO2的整体转化率，从而减少进入三段反应器 的气体中的CO和CO2的含量，使得CO2更易反应完全。 调整新鲜净化气分的两路气体的分配量，增加进入一段反应 器的新鲜净化气的分配量，同时注意调整循环量，保持一段 反应器热点温度。原理是增加了CO和CO2的整体转化率，从 而减少进入三段反应器的气体中的CO和CO2的含量，使得 CO2更易反应完全。 甲烷化反应为缩体积反应，增大反应压力有利于反应向甲烷 化方向转化，可以一定程度上降低出口CO2含量。
谢谢各位的聆听
循环气量的要求及操作
循环气进口温度 循环气进口温度控制在100℃左右。提高该温度可以增加循环 气中的蒸气分压，提高循环气中的含水量，用于抑制一段反应 器催化剂的积碳过程。 循环气量 循环气量通过用于控制一段反应器的热点温度≤550℃。从而调 节二段，三段反应器的温度。 循环液喷射 循环液喷射量喷射量需根据一段进口气体实际组成来确定。让 一段反应器入口气体中H2O的含量4%~6%。
保护床操作细则
保护床 保护床入口温度 保护床温度控制在200℃~210℃之间，手动或者自动调节 控制阀TV03006开度，来调整进入保护床新鲜净化气的温 度。 保护床温度 在保护床脱硫剂使用初期，由于活性高，可能会产生甲醇 副反应，生成甲醇反应为放热反应，初期床层温升可达到 10℃~80℃，随着使用时间的推移，甲醇副反应会逐渐减 少，床层温升会逐渐降低，调整床层入口温度使保护床床 层热点温度控制在210℃左右。 甲醇副反应生成的甲醇会在后续的甲烷化反应中裂解生成 甲烷。
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合成工段总貌
工艺原理
合成工段甲烷化是将净化工段送来的净化后焦炉气体（以后简称新鲜净化气）中所含 的CO、CO2加H2在催化剂存在下生成CH4和H2O，化学反应方程式为： CO +3H2 = CH4+H2O △H0 298=-206 KJ/mol CO2+4H2 = CH4+2H2O △H0 298=-165 KJ/mol 由上述方程式可知，此反应为可逆、体积缩小的、强放热反应。在一定的条件下，还 有以下副反应发生： 积碳反应：CO+CO = CO2+C CH4=C+2H2 羰基镍反应：Ni+4CO = Ni(CO)4 这些副反应不仅影响甲烷化催化剂的活性和寿命，而且羰基镍的生成对人体有害，积 碳反应可能引起反应器飞温，所以一定要避免这些副反应发生。
三段反应器温度及操作
三段反应器入口温度 三段反应器入口温度应控制在260~320℃之间 在确保一段入口温度的前提下，手动或者自动调节TV3018调节二级 废锅出口温度，来调节三段反应器入口温度。 三段反应器热点温度 三段反应器热点温度应该≤360℃。 当反应器温度高于360℃时，可以适当调节TV03018降低进入三段 反应器的进口温度来调节，温度控制范围为260~320℃。也可以通 过FIC3003，增加进入一段反应器的新鲜净化气量，减少进入三段 反应器CO与CO2的总量来调节，同时注意调整循环气来维持一段反 应器的热点温度。也可以调加大循环气量，减少进入三段反应器CO 与CO2的总量来降低热点温度。 或者适当提高系统的压力，已增大循环量的目的。减少温度飞升。 当以上方法均不能控制时，可以适当减少负荷。
工艺流程简述
来自净化工段的新鲜净化气，经净化气冷却器E0310换热冷却，进入净化气水 分离罐V0301分水，随后进入保护床T0301，脱除有机硫和无机硫，降低新鲜净 化气中硫含量的波动对甲烷化催化剂的影响。随后经过净化气预热器E0301预 热后分为两路：A路和B路。A路气体喷入少量凝液后与循环气混合，随后经过 一段入口气换热器E0302提温后进入一段反应器R0301，在催化剂作用下发生 甲烷化反应。一段反应器R0301出口气体经过一级废锅E0303冷却后，与新鲜 净化气的B路混合，然后进入二段反应器R0302，继续进行甲烷化反应。反应后 气体，经二级废锅E0304冷却，一段入口气换热器E0302回收热量后，进入三 段反应器R0303反应。三段反应器R0303出来的合成气体，依次通过净化气预 热器E0301、循环气换热器E0305、除氧水预热器E0306回收热量后，再经产品 一级冷却器E0308（冬季热水换热器E0309，冬天使用）冷却，后进入一级水 分离罐V0302进行气液分离。分离出的液体进入凝液储罐V0305，分离出的气 体一部分经产品二级冷却器E0308冷却后，进入二级水分离罐V0303进行气液 分离。另一部分气体进入循环压缩机C0301加压，压缩机出口脱油槽V0308脱 油，并由循环气换热器E0305预热后与进入一段反应器的新鲜净化气混合。二 级水分离罐V0303分离出的气体作为合成工段产品气送往液化工段，分离出的 液体进入凝液储罐V0305。
二段反应器温度及操作
二段反应器入口温度 二段反应器入口温度应控制在280~320℃之间 a. 手动或者自动调节TV03015调节一级废锅出口温度，来调节二段 反应器入口温度。 二段反应器热点温度 二段反应器热点温度应该≤480℃。 a. 该反应器的热点温度，主要通过调节新鲜净化气进入二段反应器 的量来控制(FIC3003开度)，若二段反应器热点温度偏高则减少进入 二段反应器的新鲜净化气量，反之则增加，同时注意调整循环气来 维持一段反应器的热点温度。 b. 在保证一段反应器床层温度稳定的前提下，当二段反应器热点温 度偏高，可以适当加大循环气量，若偏低则减小循环气量。 c.或者适当提高系统的压力，已增大循环量的目的。减少温度飞升。 d. 当以上方法均不能控制时，可以适当减少负荷。
一段反应器温度及操作
一段反应器入口温度应控制在280~320℃之间 入口温度可以通过调节开工炉来适当调节。 一段反应器热点温度应该≤550℃。 a. 一段反应器的热点温度主要通过循环气量来控制，若 热点温度偏高，则加大循环气量，若偏低则减小循环气 量。 b. 在确保一段反应器进口温度的前提下，可以适当的调 整凝液喷射量来调节热点温度，喷入凝液过多会影响CO 与CO2的转化率。因此喷入的循环液要适量。 c.或者适当提高系统的压力，已增大循环量的目的。减 少温度飞升。 d. 当以上方法均不能控制时，可以适当减少负荷。
净化气的工Leabharlann Baidu要求
新鲜净化气 新鲜净化气进入合成界区的工艺 条件 温度190℃，压力2500KPaG， 流量约 33000Nm3/h。 新鲜净化气中的总硫含量＜ 20ppb(v/v) 通过分析点A0301取样分析，当 测得新鲜净化气中的总硫含量大 于20ppb(v/v)时，经再次分析确 认，若总硫含量仍大于 20ppb(v/v)，停止新鲜净化气的 进入。
工艺废水排放的处理
一级水分离罐和二 级水分离罐分离的 废水在循环液储罐 混合后排出界区。
产品气的工艺要求 及CO2的控制方法
产品气中CO2含量的控制 温度≤40℃，压力1.8Mpa(G)~ 1.85Mpa(G)，CO2含量 ≤300ppm 降低产品气中CO2含量的几种方法。 加大循环量，降低一段反应器和二段反应器热点温度。原理 是增加了CO和CO2的整体转化率，从而减少进入三段反应器 的气体中的CO和CO2的含量，使得CO2更易反应完全。 调整新鲜净化气分的两路气体的分配量，增加进入一段反应 器的新鲜净化气的分配量，同时注意调整循环量，保持一段 反应器热点温度。原理是增加了CO和CO2的整体转化率，从 而减少进入三段反应器的气体中的CO和CO2的含量，使得 CO2更易反应完全。 甲烷化反应为缩体积反应，增大反应压力有利于反应向甲烷 化方向转化，可以一定程度上降低出口CO2含量。
谢谢各位的聆听
循环气量的要求及操作
循环气进口温度 循环气进口温度控制在100℃左右。提高该温度可以增加循环 气中的蒸气分压，提高循环气中的含水量，用于抑制一段反应 器催化剂的积碳过程。 循环气量 循环气量通过用于控制一段反应器的热点温度≤550℃。从而调 节二段，三段反应器的温度。 循环液喷射 循环液喷射量喷射量需根据一段进口气体实际组成来确定。让 一段反应器入口气体中H2O的含量4%~6%。
保护床操作细则
保护床 保护床入口温度 保护床温度控制在200℃~210℃之间，手动或者自动调节 控制阀TV03006开度，来调整进入保护床新鲜净化气的温 度。 保护床温度 在保护床脱硫剂使用初期，由于活性高，可能会产生甲醇 副反应，生成甲醇反应为放热反应，初期床层温升可达到 10℃~80℃，随着使用时间的推移，甲醇副反应会逐渐减 少，床层温升会逐渐降低，调整床层入口温度使保护床床 层热点温度控制在210℃左右。 甲醇副反应生成的甲醇会在后续的甲烷化反应中裂解生成 甲烷。