40亿立方米煤制天然气项目预项目可行性研究报告投资建议书word文档（归档）

在这些组分中除有效组分和以及惰性气体外，其余所有组分包括和硫化物都是需要脱除的有害杂质，可见其净化任务的艰巨。

纵观当今各种气体净化工艺，能担当此重任者非低温甲醇洗莫数。

这是因为只有低温甲醇洗净化才可以在同装置内全部干净的脱除各种有害成分，诸如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，其体中分压相对较高，所以本身就有利于发挥低温甲醇洗物理吸收的特性，低温甲醇洗工艺与其他净化工艺相比还有如下显著优点吸收能力强，溶液循环量小再生能耗低气体净化纯度高溶剂热稳定性和化学稳定性好，溶剂不降解不起泡，纯甲醇对设备不腐蚀溶液黏度小，有利于节省动力甲醇和水可以互溶。

利用此特性可以用其干燥原料气，而且利用其与水的互溶性用水可以将石脑油从甲醇中萃取出来甲醇溶剂廉价易得流程合理，操作简便低温甲醇洗在同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，工序相对单合理，便于操作管理。

低温甲醇洗与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。

但由于的吸收能力较低温甲醇洗低，溶剂循环量大，用电消耗大，加之溶剂较贵，总体操作费用比较高。

总体而言，低温甲醇洗综合运行的经济性优于净化工艺。

所以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。

制冷工艺的选择低温甲醇洗装置所需级冷量为，级冷量。

干燥装置所需级冷量为，制冷有三种方案可供选择混合制冷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气作热源，系统中的溶解热及冷却水带出。

吸收制冷根据冷量级别可采用级吸收制冷或两级吸收制冷。

吸收制冷是在低压低温下用水吸收冷媒，在蒸气提供热源的条件下将冷媒在定温度压力下蒸馏出来。

然后冷却减压制冷。

吸收制冷要消耗大量的蒸汽和循环水，制冷效率较低，只有在流程中有大量低位热能或低压蒸汽找不到用途时，才显示其优越性。

甲烷化技术选择甲烷化技术是鲁奇公司南非沙索公司工程师在世纪年代开始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气。

转化率达达，转化率可达，甲烷可达，低热值达美国大平原煤气化制合成天然气已于年投产，它是世界上第座由鲁奇固定床干法排灰压力煤气化生产的煤气净化后经甲烷化合成天然气的大型商业化工厂。

原计划分为两个阶段建设座万的合成天然气厂。

第期工程的设计能力为日产合成天然气万立方米相当于日产原油万桶，于年月破土动工，年月完工并投入试匀装，年月日生产出首批合成天然气并送入美国的天然气管网。

该厂至今还在正常运行。

二期工程至今未建。

丹麦托普索公司直从事该项技术开发，掌握了更高压力的合成技术，年在美国建有个小型合成天然气工厂，两年后关闭。

目前正在美国开展拟建座万的合成天然气厂的前期工作。

项目甲烷合成技术可以从上述两公司中择选选用。

硫回收技术的选择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。

产品为硫磺的酸性气处理工艺通常采用克劳斯回收工艺，该法是种成熟的工艺，而且工艺种类繁多，主要有传统克劳斯工艺，超级克劳斯，带有尾气处理工艺的克劳斯工艺以及属于生物脱硫技术的工艺。

传统克劳斯工艺原理可以简单概括成含定浓度的酸性气首先进入焚烧炉，使其中部分通过燃烧生成与另部分含气体在催化剂的作用下生成单质硫，由于受克劳斯反应得平衡限制，克劳斯工艺总硫磺回收率般在左右，尾气根本无法满足国家现有环保指标。

主要化学反应催化氧化技术超级克劳斯改以往单纯增加级数来提高的回收率的方法，在两极普通克劳斯催化转化之后，第三级改用选择性氧化崔化剂，将直接氧化成元素硫，常规克劳斯工艺要求比值为的条件下进行，而此种富工艺却维持催化段在富条件下举行，例如二段催化剂反应器出口气体要求比值可高达，末端选择催化氧化反应实际上是种尾气处理工艺，转化为硫磺的回收率最高，如果采用此工艺处理本工号的酸性气，处理后的尾气仍然存在，远远超出国家排放标准，不能满足要求。

氧化主要化学反应超优克劳斯工艺，在两级普通克劳斯转化之后，增加加氢催化反应器，将所有硫化物催化加氢转化成后再选用选择性氧化催化剂，将直接氧化成元素硫，除具有超级克劳斯工艺的优点外，将总硫回收率提高到，尾气的排放仍然超出国家排放要求。

加氢还原主要化学反应尾气处理工艺是与克劳斯工艺相配套的尾气处理工艺，超级低硫是标准法工艺的技术进步，其特点可大致归纳如下在克劳斯硫磺回收界区的下游，将尾气预热加氢还原，还原气急冷和吸收解析等个工序组成个相对的工艺界区。

解析出的返回系统，上游克劳斯装置任何条件的波动对本装置的操作无影响。

因此，当硫磺回收装置尾气的组成流量温度压力等状态参数强烈波动时，尾气处理装置仍能保持平稳运转，通常操作弹性范围。

装置的硫负荷能力很高，即使上游装置的硫磺回收率仅为左右仍不会影响处理后尾气中硫的净化度，故上游装置只设置个转化器，可以不使用价格昂贵操作条件要求高的有机硫水解催化剂。

加氢还原工序的效率高，除外，尾气中所有的有机硫化物以及元素硫均可被还原成而返回硫磺回收装置，从而使装置的总硫磺回收率达到。

该工艺相对复杂，操作工艺条件苛刻，设备投资较大。

壳牌帕克生物脱硫工艺壳牌帕克生物脱硫工艺是酸性尾气处理工艺的新发展，是从酸性尾气中脱除并以元素硫的形式进行硫磺回收的生物反应过程。

含气体在吸收塔内与含硫细菌的碱液逆流接触，溶解在碱液中进入到生物反应器专利设备。

在生物反应器内的充气环境下，在种无色硫磺杆菌的作用下生产单质硫，该过程只有在反应器通风的条件下才能实现。

硫磺以料浆的形式从生物反应器中取出，经过浓缩后形成干度的硫磺饼，可进步处理满足需要。

溶液中悬浮硫的浓度，由于生物硫磺具有很强的亲水性，所以流动性好，不会产生堵塔现象。

壳牌帕克生物脱硫工艺特点最小的化学品消耗高调节比净化度高，净化后尾气中的浓度小于。

生物反应器中硫化物转化，其中转化为元素硫。

壳牌帕克生物脱硫工艺只适宜在酸性气浓度，硫磺产量小规模装置。

本装置的硫磺产量高达，因此不宜选用，经比较初步推荐工艺。

空分工艺技术方案的选择本项目采用碎煤加压气化工艺，对氧气氮气空气要求如下表介质纯度温度压力用气量使用情况氧气连续低压氮气间断针对上述对氧气和氮气的使用要求，空分装置需要对氧气氮气增加方案装置的系列数做出选择。

空气增压方案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。

不同点是内压缩流程采用空气增压机和液氧泵获得高压氧气外压缩流程的实际功耗相近。

因为，尽管内压缩流程使用了空气增压机来提供系统的部分制冷量，空气增压机液氧泵的功率比氧压机高，理论上要多消耗的压缩功但是氧压机实际运行往往偏离其设计工况。

两者实际的功率是很接近的。

从安全方面分析，尽管外压缩流程的使用也比较普遍，氧气压缩机的设计和制造水平不断提高，但是统计数据表明，氧压机有多台次发生过燃烧事故，而内压缩流程从未出现过类似事故。

另外，由于内压缩流程使用了液氧泵，可及时抽走主冷凝器液氧中的液态烃，使得空分装置的运行更加安全可靠。

从投资上看，两种流程相近，内压缩流程稍低些。

此外，使用液氧泵的内压缩流程比使用氧压机的外压缩流程操作管理更为方便，维修工作量少，占地少。

两种氧气增压方案的比较见下表。

液氧泵和氧压机增压方案比较表序号项目液氧泵流程氧压机流程相对能耗相对投资维修费用低高占地面积小大安全性安全较安全因此，本项目推荐采用液氧泵内压缩流程。

装置的系列数空分装置每期可采用两套制氧能力的方案。

共三期六套的空分考虑选用国产装置。

其中离心空气压缩机空气增压压缩机驱动汽轮机产品氮气增压机高低压板式主换热器低温透瓶膨胀机低温泵所有低温阀门调节阀门和切换阀门及系统分析仪和主要仪表均为进口设备，国内的子公司制造和采购的设备主要为精馏塔空气纯化系统空气预冷系统空气过滤器部分仪表和电控设备等。

空压机及配套汽轮机的选择本项目的空分装置需要处理的空气量约为，由于处理量大，采用离心式压缩机压缩空气，蒸汽透平驱动，汽轮机选用全凝式。

空压机配汽轮机的蒸汽可用两种等级的蒸汽压力，温度。

二压力，温度。

等级的汽轮机，业绩较少，价格较高等级的汽轮机，空分装置配套的很多，技术已比较成熟。

故本次设计选哟国内等级的汽轮机。

干燥工艺技术选择常用干燥方法有冷分离法，固体吸收法，溶剂吸收法。

冷分离法冷分离法是利用压力变化引起温度变动，使水蒸气从气相中冷凝下来的方法。

常用有两种流程节流膨胀冷却流程与加压后冷却流程。

节流膨胀冷却脱水法，般用于高压天然气气田，高压天然气经过节流膨胀或低温分离，把天然气中的部分水冷凝下来。

这种方法简单，经济，但应控制天然气降压后仍高于输送压力，同时，不使温度降的太低，防止冷凝水结冰。

加压后冷却法，对于低压天然气田及人工煤气，需加压后再冷却当时将煤气中水蒸气冷凝下来。

上述两种方法煤气干燥度即露点温度，将受多种因素影响且能量损失大。

固体吸附法固体干燥剂脱水的过程是周期性的，用个或多个干燥塔吸附脱水。

应采用吸附水能力比吸附烃类或吸附酸性气体能力强的干燥剂，可用热气体通过吸过水的干燥剂将水分带出使之再生。

固体吸附法脱水的优缺点见表优点缺点能获得露点极低的净化气不受净化气温度流量压力等变化的影响设备构造简单便于操作腐蚀及净化气量少时，费用也不太高。

设备费高耗热较多净化气中成分易使干燥剂中毒粉碎吸附与再生均不连续。

常用的固体吸附脱水法有氯化钙法，硅胶法，活性氧化铝矾土法，分子筛法以及复式固定干燥剂法等，各种干燥剂特点见下表。

复式固定干燥剂是综合了多种干燥剂的优点，该法是根据不同的气源，分别放置不同的脱水剂，以便有选择的脱除不同组分气体水分。

各种干燥剂特点脱水剂优点缺点使用情况氯化钙法成本低，工艺过程简单腐蚀性严重，废渣废水处理困难适用于高寒地带硅胶法吸附能力好，吸水选择性强遇液态水，油料易碎，处理量大时时效快适用于处理量大而含水量不大情况活性氧化铝吸附能力较好，再生温活性丧失较快，适用于含酸性法及活性铝矾土度低，在液态水中不易碎特别酸性气体多时气体少的煤气分子筛吸附能力较好，对高酸性气体的脱水可用抗酸性分子筛成本稍高适用于处理量较大，露点降要求高的气体溶剂吸收法液体吸水剂溶剂吸收法所用设备费最少。

液体吸水剂应满足以下要求在较大水浓度范围内吸水能力大操作时水蒸气的压力低水溶液没有腐蚀性粘度较低具有化学稳定性和热稳定性容易再生无毒反应热和熔解热小。

常用的液体吸收剂有氯化钙溶液氯化锂水溶液甘醇醇胺二甘醇及三甘醇等。

各种吸水剂特点见表几种吸水剂的特点吸水剂优点缺点使用情况氯化钙溶液成本低耗量小公斤万，能用于高寒地带。

遇水乳化，产生电解腐蚀，露点降低，与发生沉淀。

逐渐淘汰。

氯化锂水溶液吸水能力大，腐蚀性小有杀菌力，