煤制天然气一步法

1 煤气化转化技术制备天然气

一步法甲烷化工艺

(1) HICOM 工艺

HICOM 工艺是由英国煤气公司研发设计。技术特点是将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个单元完成。气化炉生产的合成气经冷却、净化、脱硫处理以后，和水蒸气一起通入甲烷化单元。蒸汽除了调节H2/CO比，还可以防止碳沉积，但是水蒸气降低了热效率，可能引起催化剂烧结。系统的温度通过冷却产品气循环来调节，甲烷化反应放出的热量用于生产高压蒸汽。

HICOM 工艺没有气体转换单元，热回收装置少，减少了设备投资，能效较高，技术成熟度较高，苏格兰的西域发展中心已经建立了半商业化规模的示范性工厂。但是技术复杂度略高，合成气转化率还有待提高，目前还没有实现完全商业化运营。

(2) Comflux 工艺

1975年—1986年，德国的 Thyssengas GmbH 公司和德国卡尔斯鲁厄大学共同研发了 Comflux 工艺。工艺最大特点是气体转换反应和甲烷化反应同时在流化床反应器中进行。由于没有单独的气体转换单元和生产高压循环气的空气压缩机，大大降低了设备投资和生产成本，与固定床工艺相比，大约节省了10% 的成本。同时由于使用了流化床工艺，质量和热量传导率高，催化剂的装卸和回收更加便利。废热得到了合理利用。工艺经过了中试和半商业运营，技术成熟度较高。

(3) 液相甲烷化工艺

美国的化学系统研究所提出了另一种生产替代天然气的方法—液相甲烷化工艺。气化炉生产的合成气直接进入装有循环液( 矿物油) 和催化剂的液相甲烷化反应器。液相甲烷化工艺具有很好的传热性能，实现了恒温操作，具有较高的选择性和较大的灵活性，反应水可用于水煤气的变换反应，因此不需要单独的气体转化单元，单台反应器生产能力大，投资成本低。

2直接合成天然气技术

2.1 催化气化工艺

美国 Exxon 科学工程公司提出了一种催化气化工艺( Catalysis Coal Gasification，CCG)，可以将气化和甲烷化合并为一个单元直接生产合成天然气。工艺最大特点是气化炉中加入钾的酸性盐催化剂，同时通入水蒸气，生成的产品气分离出未反应的 CO和 H2 循环回气化炉继续甲烷化反应，节省了气体转换单元、脱硫装置和甲烷化反应器等设备投资成本，但是增加了产品气分离装置的投资，单程甲烷合成率和产量还有待提高。

美国巨点能源公司宣称拥有世界上最先进的一步法煤制天然气技术，又称“蓝气技术”。“蓝气技术”也是一种利用催化剂在加压流化气化炉中一步合成煤基天然气的技术，具有煤种适应性广泛、操作温度较低、操作条件温和、工艺简单、造价低、节能、节水、环保等优点。此外，此工艺省去除渣过程，减少了维护需求，增加了热效率，又因省去了空分装置而降低了投资( 该单元的投资占整个气化装置总投资的 20%)。蓝气技术在美国 Des-Plaines 气体

技术研究所已经进行了1200 h的运行试验，但至今还没有相关的可行性报告。

该技术是将煤粉和催化剂充分混合后送入反应器，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CO2 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固体颗粒，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，在一个专门设备中和催化剂进行分离，分离的催化剂返回煤仓继续循环使用。

焦炉煤气制液化天然气(LNG)项目工艺流程

焦炉煤气制液化天然气(LNG)项目工艺流程 概述 LNG是液化的天然气，是一种清洁的燃料，广泛应用于液化天然气槽车、船舶 和工业设备等领域。焦炉煤气制液化天然气项目是将焦炉煤气作为原料，通过压缩、分离和液化等工艺流程制备出LNG的过程。该项目具有能源资源转化利用、降低 能源消费及能源清洁、高效等优点，具有重要的社会和经济价值。本文主要介绍焦炉煤气制液化天然气项目的工艺流程。 工艺流程 焦炉煤气处理 焦炉煤气是含有一定量的烃类、酚类和硫化氢等有害物，需要先经过初步的处理。首先，将焦炉煤气通过加水降温的方式，使得其中的部分水蒸气和目标组分沉淀，去掉其中的灰尘和多余水分。然后，通过加入化学药剂的方式，将其中的硫化氢、酚类和部分烃类进行吸附和分离，得到目标组分。 烃类分离 经过初步处理后的焦炉煤气中，烃类是最主要的组分。为了将其中的丙烯、丁 烯等危险组分分离出来，需要采用吸附剂和沸点分馏的方式进行处理。首先，将焦炉煤气通过活性炭吸附器，使其中的丙烯等危险组分被吸附并去除。然后，通过高温分馏的方式将其中的乙烯、丙烷、丁烷等组分进一步分离出来，得到目标组分。 压缩与冷却 经过分离得到的目标组分，需要进一步进行加压和冷凝，得到LNG。首先，通 过大型压缩机将目标组分加压至10-15MPa的压力，然后进入恒温恒压的冷却塔中进行冷却和液化。在冷却塔中，将目标组分冷却至-162℃的温度以下，并进行恒压处理，将其转化为液态的LNG。 收集和储存 经过液化的LNG，需要进行收集和储存。首先，通过管道将液化的LNG进入 存储罐中。由于LNG的存储需要特殊的条件，如低温、高压等，因此需要专门建 造和设计LNG储罐。储罐中的LNG将经过测量和监控，确保其安全和稳定运行。

煤制天然气气化工艺中存在的问题及改进措施

煤制天然气气化工艺中存在的问题及改进措施 摘要：煤制天然气气化工艺在大力提倡清洁能源的当前有着重要的现实意义，煤气化是煤制天然气气化工艺的核心技术，但目前其工艺中还存在着一定的问题，限制了这一技术的发展，本文在简要介绍煤制天然气工艺技术的基础上，对其存在的问题进行了分析和探讨。 关键词：煤制天然气工艺问题 随着人们环境保护意识的加强及世界各国对能源需求的不断增长，天然气作为一种优质的清洁能源，其需求量也急剧增加，在能源结构中所占的比例循序增加。我国化石能源短缺的现状使得国内天然气供应缺口逐年增大，对外依存度呈快速上升趋势，给我国能源安全和国民经济发展带来不利的影响。另一方面，我国是产煤大国，煤炭资源相对丰富，煤化工行业发展较为成熟，在促进国民经济发展的同时造成了一定的环境污染问题。煤制天然气技术的开发应用不仅能缓解我国天然气供需矛盾，同时还能在一定程度上减少燃煤造成的环境问题。 一、煤制天然气气化工艺技术 煤制天然气是指以煤作原料，经气化工艺类制造合成天然气，该技术最早始于20世纪70年代石油危机时期，西德鲁奇公司和南非Sasol公司在南非、鲁奇公司和奥地利艾尔帕索公司在维也纳分别建了半工业化煤制合成天然气试验装置。我国于20世纪80年代开始开发研制煤制天然气技术，并成功开发出常压水煤气甲烷化技术，经过多年的发展，目前已取得显著的工业化成果。 煤制天然气工艺有一步法煤制天然气技术和二步法煤制天然气技术，前者是以煤为原料直接合成甲烷制取天然气，后者是现将原料煤转化为合成气，在经甲烷化处理得到合成天然气。煤气化技术是煤制天然气的核心技术，目前以煤为原料制取天然气的工艺中常用的煤气化工艺有碎煤加压气化工艺、加压流化床气化、加压气流床气化、常压流化床气化、加压固定床间歇气化等多种，不同的工艺对原料煤品质的要求也有多不同，技术要求、成熟度也各有不同，其中碎煤加压气化是发展早、相对较为成熟、在国内外的应用较为广泛的煤气化工艺。 二、煤制天然气气化工艺中存在的问题及对策 煤制天然气是指煤经过气化产生合成气后经甲烷化处理生成代用天然气，该技术的能源转化率高，技术已经基本成熟，但在实际应用的过程中还存在着一些问题需要进一步完善，以目前煤制天然气中较好的碎煤加压气化技术为例，主要存在大量含酚污水的处理和原材料供应问题。 1.含酚量较多的污水的处理 酚是一种芳香组碳氢化合物的含氧衍生物，类化合物为一种原型质毒物，对

甲烷化技术

甲烷化技术 ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ 甲烷化技术是煤制天然气的关键环节，一氧化碳和氢气在一定温度、压力和催化剂下合成甲烷的反应叫甲烷化反应。 煤制天然气的原理就是合成气的甲烷化反应，其化学方程式如下： 一氧化碳和氢反应： CO +3H2 =CH4 +H2O △H= -206.2kJ/mol 反应生成的水与一氧化碳发生作用 CO +H2O =CO2 +H2 △H= -38.4kJ/mol 二氧化碳与氢作用： CO2 +4H2 =CH4 +2H2O △H =-165.0kJ/mol 以上反应体系为强放热、快速率的自平衡反应，温度升高到一定程度后反应速率快速下降且向相反方向（左）进行。另外甲烷化的过程属于体积缩小的反应，增加反应压力，一方面有利于提高反应速率，另一方面有助于推动反应向甲烷合成向进行，增加压力可以在很大程度上减小装置体积，提高装置产能。 甲烷化反应为强放热反应，每转化1%的CO，体系绝热升温约72℃，因此煤制天然气工艺要解决一氧化碳转化率和反应热的转移问题。 该过程中发生的副反应： 一氧化碳的分解反应： 2CO =CO2 +C △H= -173.3kJ/mol 沉积碳的加氢反应 C +2H2 =CH4 △H = -84.3kJ/mol 该反应在甲烷合成温度下，达到平衡是很慢的。当有碳的沉积产生时催化剂失活。 反应器出口气体混合物的热力学平衡，决定于原料气的组成、压力和温度。目前，甲

烷化技术已经用在大规模的合成气制天然气上，最大的问题是催化剂的耐温和强放热反应器的设计制作上。 甲烷化工艺有两步法和一步法两种类型。 两步法甲烷化工艺是指煤气化得到的合成气，经气体变换单元提高H2/CO比后，再进入甲烷化单元的工艺技术。由于两步法甲烷化工艺技术成熟，甲烷转化率高，技术复杂度略低，已实现工业化运行。一步法甲烷化工艺是指将气体变换单元和甲烷化单元合并在一起同时进行的工艺技术，也叫直接合成天然气技术。 托普索甲烷化技术 ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ ˉ TREMP?技术的操作经验可以追溯到20世纪70年代后期，托普索进行了大量的中试验证，保证了该技术能够进行大规模应用。 托普索循环节能甲烷化工艺与鲁奇公司甲烷化技术和Davy公司甲烷化技术有所不同，

焦炉煤气制液化天然气项目工艺流程

焦炉煤气制液化天然气项目工艺流程 1.煤气净化 焦炉煤气中含有大量的杂质和硫化氢，需要通过煤气净化来去除这些 杂质。煤气净化过程包括硫化氢去除、酸性物质去除、颗粒物去除和水分 去除。首先，将焦炉煤气送入硫化氢去除装置，利用吸收剂将硫化氢吸附 除去。然后，将煤气送入酸性物质去除装置，通过吸附剂去除酸性物质。 接下来，通过过滤装置去除颗粒物，并通过干燥装置去除水分。 2.产气 经过煤气净化的焦炉煤气进入产气装置，进行进一步的处理。产气装 置主要包括变压吸附（PSA）过程和膜分离过程。首先，将净化后的焦炉 煤气通过压缩机增压，然后进入PSA过程。在PSA过程中，通过特定的吸 附剂将气体中的甲烷和其他碳氢化合物吸附，然后通过减压脱附，使吸附 剂再次可用。然后，进入膜分离过程，利用特定的膜材料对气体进行分离，将甲烷和其他碳氢化合物分离开来。 3.液化 分离得到的甲烷和其他碳氢化合物进入液化装置，进行液化处理。液 化装置主要包括压缩机、冷却器和膨胀阀。首先，通过压缩机将气体增压，然后经过冷却器进行冷却，冷却温度通常在-160°C至-180°C之间。在 冷却的过程中，气体逐渐转化为液体。最后，通过膨胀阀将液体进一步降温，达到常温下的液化状态。 4.储存

液化的天然气（LNG）通过输送管道进入储罐进行存储。储罐通常采用双层结构，内层用于储存液化天然气，外层用于保温。储罐还配备了安全阀和压力传感器，以确保储存的LNG的安全性。 以上是焦炉煤气制液化天然气（LNG）项目的工艺流程的详细描述。通过煤气净化去除杂质和硫化氢，通过产气过程去除甲烷和其他碳氢化合物，然后通过液化和储存，将焦炉煤气转化为液态天然气，方便储存和运输。这项工艺过程能够更高效地利用焦炉煤气，并提供更为清洁的能源。

煤制气

煤制天然气的工艺技术方案主要是以煤为原料，采用加压粉煤气化或水煤浆气化、变换、低温甲醇洗气体净化、克劳斯硫回收、甲烷化、煤气水分离等工艺技术生产产品天然气和副产品硫磺、石脑油、焦油、粗酚、液氨等。一氧化碳加氢合成甲烷属于多相催化气相反应,基本的反应式是: CO + 3H2 CH4 + H2O ΔH = - 20614 kJ / kmol (1) 此反应使用含钴或含镍催化剂,在200～350 ℃下CO催化加氢为甲烷,是F- T 法合成烃类的 一种特殊情况. 备煤(5~50mm)－碎煤加压气化(Lurgi)－粗煤气变换冷却－低温甲醇洗净化－吸收制冷－甲烷化－干燥－产品副线酚氨硫回收，还有废水残液等处理. 合成气首先预热并穿过硫保护反应塔，硫保护塔是用于脱除原料气中剩余的微量硫组分。硫组分会让下游甲烷化催化剂中毒，因此必须脱除到非常低的水平。 脱硫后原料气经过加热，与第一个甲烷化反应器出来的循环气混合，混合后穿过第一个甲烷化反应器。在甲烷化反应中，CO和CO2与H2发生反应转化为CH4，反应如下： CO + 3 H2 = CH4 + H2O CO2 + 4 H2 = CH4 + 2 H2O 这两个反应是强放热反应。甲烷化反应器出口气被产出的高压过热蒸气冷却。为了控制在第一个反应器内的温升，一部分冷却后气体循环反应。在与原料气混合前，循环气通过锅炉给水预热进一步冷却，之后在一个热气循环压缩机中压缩。 甲烷化反应使用的是专有托普索镍基催化剂，型号MCR-2R。这种催化剂特点是在大跨度温度范围内持续保有高活性，这就允许循环气量尽可能的小，从而循环压缩机的尺寸会更小。部分甲烷化后的合成气陆续通过可能多达三个甲烷化反应器，以达到CO几乎完全转化成CH4。产品气主要以CH4为主，其中包含微量的H2，CO2，可能还有惰性气体（N2和Ar），之后冷却到环境温度并干燥至满足天然气管网要求的指标。 甲烷化反应众的绝大多数反应热通过一些热交换器产出高压过热蒸气而得到回收，这将可以作为能源使用在蒸气透平中。 煤气化成天然气工艺：（J101，J104，J103H，J105，J106，J106Q，镍系的M348-2，LJ，钼系的SG-100，J301，SDM） 传统工艺：煤气化生成合成气，合成气经过甲烷化反应生成甲烷-合成天然气。 催化蒸汽化技术：用碳酸钾作催化剂（碱过度金属氧化物或碱土）煤与水蒸气反应生成甲烷。氢气化技术煤制煤 煤制代用天然气流程

中国煤制天然气发展概况

中国煤制天然气发展概况 前言：随着我国工业化和城镇化进程的加快，我国天然气消费量快速增长、供应出现短缺。2001年到2011年，我国天然气消费总量从274亿立方米增长到了1307亿立方米，消费年均增长16.9%，2012年天然气消费总量1471亿立方米，2013年达到了1676亿立方米，计2020年我国天然气需求将达到3604亿立方米。自2009年成为天然气净进口国以来，我国天然气消费的缺口逐年增大，2011年天然气进口量280亿立方米，2012年进一步增长到了428亿立方米，2013年为515亿立方米。为缓解天然气供需矛盾，除加大国内天然气勘探开发力度、扩大进口渠道外，加速发展国内其他形式的供应渠道也成为一个重要选择。我国2012年底出台的《天然气发展“十二五”规划》中明确提出，到2015年国产天然气供应能力达到1760亿立方米左右。其中，煤制天然气约150亿~180亿立方米，占国产天然气的8.5%—10%。这也是煤制天然气产业首次被列入发展规划。 一、煤制天然气技术 煤制天然气是指以煤为原料经过加压先气化生产合成气，合成气再通过一氧化碳变换和净化处理后，得到的甲烷化合成值大于33.36Mj/m3的代用天然气（Substitute Natural Gas）。该生产过程的工艺可分为两种：煤气化转化技术和直接合成天然气技术。 1、煤气化转化技术 煤气化转化技术是以煤炭为原料，经气化、净化、变换以后，在催化剂的作用下发生甲烷化反应。该工艺的核心是煤气化技术和甲烷化技术。从技术上划分可分为传统的两步法甲烷化工艺和一步法甲烷化工艺（将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个单元）。两步法典型代表主要有Lurgi技术、托普索技术和DAVY 技术，国内的中科院物化所和新奥集团已进行工业中试。其中Lurgi固定床的气化工艺是当前最成熟最经济的工艺流程，步骤如图1所示。一步法典型代表主要有HICOM 工艺，Comflux工艺和液相甲烷化工艺。

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 0.78 2、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：

焦炉煤气制液化天然气项目工艺流程

焦炉煤气制液化天然气项目工艺流程 步骤1：触变换 焦炉煤气进入初级处理单元，通过触变换器进行初步的处理。在触变 换过程中，高温的煤气被冷却至约80°C，同时采用触变换剂将硫化氢 （H2S）和一些有机硫化物转化为硫元素，并去除部分粘附有机物质。 步骤2：硫还原 触变换后的煤气进入硫还原器，将剩余的硫化氢进一步还原为硫元素。硫还原使用催化剂，通常是氧化铝载体上的钼和镍催化剂。 步骤3：脱酚 硫还原后的煤气通过脱酚器，将含酚化合物（如苯、甲苯、二甲苯等）从煤气中去除。脱酚器中通常使用有机溶剂，如N-甲基吡咯烷酮（NMP） 或N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）和聚乙烯醇（PVA）复配。 步骤4：除甲硫 除酚后的煤气进入除甲硫器，将含有机硫的化合物（如甲基硫化氢、 异丁基硫醇等）从煤气中去除。通常使用金属氧化物作为吸附材料，如氧 化铝、氧化锌等。 步骤5：蒸汽重整 除甲硫后的煤气进入蒸汽重整器，通过高温和蒸汽的作用，将一些低 碳烃转化为高碳烃。这个过程中使用催化剂，通常是镍基催化剂。 步骤6：压缩

蒸汽重整后的煤气被压缩至一定的压力。将煤气压缩主要是为了方便后续工艺的进行。 步骤7：冷却 压缩后的煤气进入冷却器，通过水或其他冷却介质进行冷却。冷却的作用是将煤气中的水蒸汽和其他液态物质冷凝成液体。 步骤8：分离液态天然气（LNG）和其他成分 冷却后的煤气进入分离器，通过分离器将液态天然气（LNG）和其他成分分离开来。LNG是主要产品，而其他成分，如硫元素、甲醇等，则作为副产品进行处理或回收利用。 步骤9：增压泵送 分离得到的液态天然气（LNG）通过增压泵送至贮存容器中。增压泵送过程是将LNG压力提高到一定程度，以便储存和运输。 步骤10：贮存和运输 储存容器中的LNG通过管道或其他运输方式，如船运、卡车运输等，进行运输。LNG作为清洁能源的替代品，被广泛应用于城市燃气供应、发电厂和工业领域。 以上是焦炉煤气制液化天然气（LNG）项目的工艺流程，通过一系列的处理和分离过程，将焦炉煤气转化为液化天然气（LNG）并进行贮存和运输。这个工艺流程能够有效利用焦炉煤气资源，同时降低环境污染和碳排放。

煤制天然气工艺流程

煤制天然气工艺流程 煤制天然气是一种利用煤炭作为原料生产天然气的工艺过程。下面将介绍一种常用的煤制天然气工艺流程。 首先，将煤炭经过破碎和磨粉处理，使其粒度适中。然后，将磨碎后的煤炭送入煤气化炉中。煤气化炉是一个高温、高压的反应器，通过加热和压力作用下，将煤炭转化为气体。在煤气化炉中，煤炭与氧气和水蒸气进行反应，生成一系列的气体产物。其中主要包括一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氢 气（H2）和甲烷（CH4）等。 接下来，煤气化产物通过煤气净化系统进行处理。首先，通过冷凝、尘埃过滤和废气吸收等方式，去除煤气中的固体颗粒和颗粒物。然后，利用硫化氢吸收剂、苛化剂等，去除煤气中的硫化氢、苯和其他有机硫化物。此外，还可以通过吸附剂和催化剂去除煤气中的一氧化碳、二氧化碳等不希望的组分。 经过净化处理后，煤气进入一个叫做合成合成的反应器。在合成器中，煤气中的甲烷被进一步转化为天然气。这一反应过程主要通过水蒸气重整和甲烷蒸腾两个步骤进行。在水蒸气重整过程中，甲烷和水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成氢气和二氧化碳。而在甲烷蒸腾过程中，甲烷在高温下发生催化裂解，产生氢气和固碳副产物。 最后，合成气进一步经过变换处理，使其成为高纯度的天然气。变换器采用一系列催化剂和反应器，在合成气中进行一系列反应，调整气体的组分和比例。主要的反应包括甲烷重整、甲醇

合成、硝基洗涤和氢气选择性催化氧化等。这些反应不仅可以去除合成气中的残留物质，还可以调整气体的C/H比例，使其更加接近自然天然气。 以上就是一种常用的煤制天然气工艺流程。通过煤炭的气化和合成反应，可以将煤炭转化为高品质的天然气。这种工艺不仅可以有效利用煤炭资源，减少对天然气的依赖，还可以降低煤炭的燃烧排放和环境污染。因此，煤制天然气作为一种清洁能源转化技术，具有重要的应用前景和意义。

焦炉煤气制液化天然气工艺简介

焦炉煤气制液化天然气工艺简介 焦炉煤气制液化天然气（Coal Gas to Liquid Natural Gas，简称CGTL）是一种将焦炉煤气转化为液化天然气的工艺。焦炉煤气是一种在炼 焦过程中产生的副产品，其主要组成成分为氢气和一氧化碳。由于焦炉煤 气中含有丰富的氢气和一氧化碳，通过适当的处理和转化，可以得到高品 质的液化天然气。 CGTL工艺的基本原理是将焦炉煤气进行气化、净化、合成和液化处理。首先，焦炉煤气经过气化反应，将部分一氧化碳和氢气转化为合成气，其主要成分为一氧化碳和氢气。然后，合成气通过一系列的净化步骤，去 除其中的硫化物、二氧化碳等杂质。接下来，净化后的合成气进入合成反 应器，在催化剂的作用下，进行合成反应，生成液体烃类化合物，主要包 括石蜡和液化石油气。最后，将液体烃类化合物进行冷却、减压和分离处理，得到液化天然气作为产品。 CGTL工艺具有以下优点： 1.资源利用：焦炉煤气是炼焦过程中产生的副产品，通过CGTL工艺 可以对其进行综合利用，提高资源利用率。 2.可替代：液化天然气是一种清洁、高效的能源，可以替代传统的煤 炭和石油，减少对传统能源的依赖。 3.环保：CGTL工艺可以去除焦炉煤气中的硫化物、二氧化碳等有害 物质，减少对环境的污染，符合环保要求。 4.高效：CGTL工艺中的合成反应器采用催化剂进行反应，具有高效、快速的特点，可以得到高品质的液化天然气。

CGTL工艺的实施需要考虑以下几个方面的问题： 1.气化反应：气化反应对焦炉煤气进行转化，需要适当的温度和压力条件，以及合适的气化剂和催化剂。 2.净化处理：焦炉煤气中含有硫化物、二氧化碳等杂质，需要进行净化处理，以提高产品的纯度。 3.合成反应：合成反应需要适当的温度和压力条件，以及适量的催化剂，以保证合成反应的效率和选择性。 4.液化处理：液化处理需要适当的冷却和减压条件，以及合适的分离技术，以得到高品质的液化天然气。 总之，CGTL工艺是一种将焦炉煤气转化为液化天然气的重要工艺，可以提高能源资源利用率，减少对传统能源的依赖，同时还具有环保、高效等优点。在实施CGTL工艺时，需要合理考虑气化反应、净化处理、合成反应和液化处理等方面的问题，以保证产品的质量和工艺的经济性。

煤制天然气生产工艺及优化

煤制天然气生产工艺及优化 摘要：在社会经济水平不断提升的背景下，人们更加关注环境问题，对天然气产生了更大的需求。在不断增长世界天然气产量的同时，为天然气化工提供了充足的原料。天然气已经成为社会发展的主体性产业，为积极响应我国所提出的可持续发展理念，全面落实环保工作，需要对天然气化工的发展现状进行明确的分析，确保天然气得到有效的应用，积极推动我国与其他国家之间的交流和合作，不断加强新技术的学习，以发挥天然气化工技术的重要作用，积极推动我国社会经济稳定性的提高。 关键词：煤制;天然气生产;工艺;优化 引言 煤化工也是增加煤炭产业附加值、实现高碳能源低碳化利用的重要力量，已成为发挥能源资源禀赋特长、支撑国家现代化的重要途径和手段。中国是全球煤化工生产大国，已经走出了一条中国特色的能源与化工融合发展的清洁高效的工业化之路。可以确定的是，煤炭在中国化工领域短期内很难被完全替代，未来煤炭的清洁高效利用将是煤化工领域的重中之重。煤制天然气（SNG）是煤化工的重要组成，整体转化效率（55%～60%）远高于其他煤化工类型，而且水耗较低，是煤炭清洁化利用的重要方向之一。 1煤制天然气工艺技术 该煤制天然气项目的原料为褐煤，设计规模为１３．３亿ｍ３／ａ，煤制天然气的工艺流程见图１。该项目通过碎煤加压气化来生产粗煤气后，再通过部分变换冷却使ＣＯ２转化为ＣＯ，将Ｈ２／ＣＯ的比值调节至约３．０，然后将调整好比例的粗煤气通过低温

甲醇洗技术，脱除粗煤气中的ＣＯ２和Ｈ２Ｓ等酸性气体变为净化气，最后经过甲烷化技术和压缩脱水工艺生产出合格天然气；除生产主产品天然气外，同时副产粗酚、混合苯、焦油、硫铵以及硫磺。 2煤制天然气生产工艺及优化 2.1深化改革，以市场化机制促进清洁低碳灵活电源的发展 尽快形成顶层设计思路，分阶段、有步骤的完善电价市场化机制，通过电力市场和碳市场耦合作用，大力促进灵活低碳电源建设。短期内对调峰天然气发电推行“两部制”电价，完善天然气价格与上网电价联动机制，体现气价的季节性变化，有效保障气电调峰作用的发挥；加快形成容量市场/辅助服务市场、电量市场、碳市场/碳税、污染物排放交易市场/环境税等协调统一的市场架构，体现含外部性电源间的公平竞争，确保绿色低碳灵活性电源的竞争优势；中长期逐步完善用户参与的辅助服务分担共享机制，确保新型电力系统的供应安全，也保障能源转型的平稳和可持续。 2.2加大研究甲烷的直接转化技术 在天然气化工利用方面，为了实现绿色发展，需要合理进行转化。在工业生产中，应用成熟的天然气技术手段能够更好地转化甲烷，使其变成合成气，对下游产品加以开发。在工业生产中，甲烷的直接转化仍需要加强研究力度，找到先进的技术来合理转化甲烷。目前，工业上主要以间接法作为甲烷转化的主要方式，在高温状态下重整甲烷分子与氧气，使其成为合成气，随后再运用特定的催化剂进行催化。这类传统的甲烷间接法需要花费较长的时间才能完成转化，且需要投入的资金比较多，能源消耗量大，而甲烷直接转化技术具有着较高的能效过程，低碳是未来发展的主要方向，其难点是甲烷的选择活化和定

“碳中和”背景下现代煤化工的发展

“碳中和”背景下现代煤化工的发展 摘要：煤化工是以煤炭为原料，经化学加工使煤转化为其他形式的能源与化工产品的过程，包括2个环节，即煤炭转化和后续加工。根据产业发展程度和发展成熟度，将煤化工划分为传统煤化工和新型煤化工。不同于传统煤化工生产甲醇、合成氨、电石气制PVC等高耗能、高污染的生产模式，新型煤化工依靠煤气化和液化技术生产石油类产品及甲醇，进而由甲醇合成烯烃、芳烃及乙二醇等其他化工产品，是一种将煤炭与化工深度融合的工业化生产技术。 关键词：现代煤化工；碳中和；二氧化碳；碳排放 引言 目前，世界各地能源均呈现出多极化发展趋势，我国煤化工产业生产规模日渐扩大。为从根本上提升煤化工行业在生产经营建设期间的综合效益，积极优化新型煤化工技术方案，加强煤化工生产过程管控力度，确保煤化工产业能够在推动地区经济发展，缓解城市建设能源紧张问题中发挥出重要作用。 1我国现代煤化工产业的价值 在我国的能源构成中，煤炭占据重要比重。据2021年“第二届国际工业与能源互联网创新发展大会”信息，我国能源结构中，煤炭占比从2012年的68.5%降至2020年的56.8%，年均递减1个多百分点。即使如此，煤炭依旧在能源结构中占据半壁江山，短期内不易从根本上改变。如果考虑到我国油气资源对外依存度高，容易受国际政治环境的影响，国家能源安全存在不确定因素，在现阶段煤炭在国家能源结构中的地位仍不可低估，比重不宜过低。因此发展我国的现代煤化工产业，可以显著减少煤炭污染，科学有效利用我国丰富的煤炭资源，在保障国家能源安全的作用不容忽视。 2现代煤化工产业发展现状

经过二十多年的发展，我国现代煤化工产业已初步形成体系齐全、集聚发展 的整体格局，并正在加快推进内蒙古鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东和新疆准东 4个现代煤化工产业示范区建设。截至2021年，煤制油、煤制天然气、煤（甲醇）制烯烃、煤制乙二醇产能规模分别达到823万吨/年、61.25亿立方米/年、1672 万吨/年、803万吨/年，产能利用率分别为82.6%、72.7%、94.2%、40.2%，并创 新发展了煤制乙醇、煤制生物可降解材料等产业。2021年，我国煤制油、气、烯烃、乙二醇等四大类主产品总产量约为2896万吨，折原油当量达到3000万吨级，已成为实现油气资源和石化原料多元化的重要途径之一。与此同时，我国已成功 掌握大型煤气化、煤直接液化、费托合成、甲醇制烯烃、煤制乙二醇的核心工艺，并成功开发了大型气化炉、大型空分装置、大型合成反应器等具有自主知识产权 的关键设备，整体设备国产化率达到95%以上。然而，随着现代煤化工产业的不 断布局和发展，也逐渐暴露出整体经济效益差、终端产品结构不尽合理、生态环 保压力大等问题，特别是在“双碳”目标下，现代煤化工被视为高耗能、高排放 产业，限制了其进一步发展。 3“碳中和”背景下对现代煤化工产业发展的建议 3.1在碳源头上开发高效循环利用技术 煤炭具有稠环芳烃结构，具有高碳氢比、高灰分和高水分特征，相比于石油 基能源存在先天不足。产品特性由于原料和生产工艺不同，煤基油品与石油基油 品性质差异很大，具体如表1所示。从源头上提高煤炭的能源利用率，减少碳排 放的中间过程，才能赢得未来的市场份额。美国GreatPointEnergy公司开发的“蓝气技术”实现了一步法煤制天然气工艺过程。在一个加压流化床反应器中同 时发生气化、水煤气变换和甲烷化3种反应，从根本上改变了传统煤制甲烷工艺 中需经过CO的变化过程而产生大量CO2的弊端。清华大学张建胜等研究以CO2 作为雾化介质的两段式气化技术，通入CO2可以降低连续气化炉喷嘴附近的温度，O2分级加入能够提高炉内平均温度。采用CO2雾化介质的分级气化炉在合成气有 效成分、碳转化率等方面普遍优于普通气化炉。两段式气化技术最大的亮点是 CO2返炉转化成CO，既提高了资源利用效率，又减少了碳排放。 表1不同来源石脑油性质对比

三种典型煤化工工艺比较和能量转化率分析

三种典型煤化工工艺比较和能量转化率分析 【摘要】在社会发展和日常生活中，石油和煤炭两种化工产品发挥着非常重要的作用，但是因为我国石油资源缺乏，而煤炭存储量却相对比较丰富，因此为了满足社会生活需要，需要通过煤化工产品来填补空缺。本文主要通过对煤的合成气、一步法合成二甲醚，二步法合成二甲醚的三种典型的煤化学过程进行了比较和能量转换速率分析，一步法合成二甲醚的工艺，投资或二者方面比其他两个种工艺在能量转换的优点。 【关键词】煤制合成天然气;二甲醚合成;两步法合成二甲醚;工艺的对比 一、我国煤化工发展现状 中国自上世纪90年代对石油和能源的需求已进入快速增长期。近年来，石油的需求量，已经超过8%的增长率。中国已经成为世界上第二大石油消费国和进口国。然而，中国虽然拥有相对较丰富的煤炭资源，但是石油和天然气却相对短缺。从长远来看，我国需要大力开采石油资源，以满足未来经济发展和人民生活对石油资源的需求。为了减少我们对进口石油的依赖，同时加上我国丰富的煤炭储量，因此煤化工产业获得了良好的发展机遇。但中国的煤化工投资具有重复性，不注重能源消耗分析使得很多高能耗项目的推出对煤炭的严重影响化工行业的有序发展，同时也浪费了资源。 煤化工主要是以煤为原料，通过化学转化，在煤炭中提取甲醇，二甲醚煤，煤制油，煤烯烃与煤合成天然气等等来作为石油的替代品，对于我国社会的发展，具有非常重要的现实意义。但是由于甲醇已经形成过剩局面，所以没有单独的甲醇产品开发竞争优势;煤制油和煤制烯烃，虽然虽然可以更好的替代石油，但煤制油会极大的浪费能量，从而受到国家限制;煤制烯烃工艺流程长，工艺复杂，投资大，因此它的发展也受到了限制。因此相对来讲，煤制二甲醚和煤制天然气由于投资小，见效快，在我国的发展速度相对比较迅猛。根据相关资料显示，我国煤制二甲醚在2002年的产量还不到四万吨，而到了2010年，则突破了五百万吨。同时，由于我国液化天然气价格的不断上涨，煤制合成天然气也有了广阔的市场空间。 二、三种典型的煤化工工艺比较 DME的热值高，价格低，无毒，所以可以对于燃料用的发热量;煤的合成气是一种新兴的煤化工项目，受到许多化工厂追捧。所以这个煤统甲烷，一步法合成二甲醚，二步法合成二甲醚三典型的煤化工工艺进行了比较，同时能量转换率进行分析，选择煤化工行业具有较强竞争力。 1、三种典型煤化工生产工艺流程 煤合成天然气和煤制二甲醚合成之前的工作基本的序列，是由空气分离，气