焦炉煤气制天然气项目工艺路线比较_能源化工_工程科技_专业资料

1、焦炉煤气制天然气项目焦炉煤气制天然气项目 工艺路线比较工艺路线比较 2 一、焦炉煤气成分一、焦炉煤气成分典型的焦炉煤气组成如下：组成组成CH4H2COCO2N2O2C2H6C2H4V%26.357.17.72.73.20.50.751.75100 焦炉煤气中含有一定量的杂质，需要对其进行净化以满足工艺过程的要求。3 二、焦炉煤气利用方法二、焦炉煤气利用方法1. 用作民用、工业的气体燃料；2. 发电（蒸汽发电、燃气轮机发电和内燃机发电）；3. 变压吸附制氢（利用PSA技术从焦炉煤气分离氢气应用于石油加氢和煤焦油加氢工艺）；4. 直接还原铁（以HYL-ZR自重整希尔工艺为代表）；5. 用于高炉炼铁

2、喷吹；6. 作为化工生产合成气开发与利用（合成氨、甲醇、二甲醚等）；7. 焦炉煤气制天然气。4 三、节能效果分析三、节能效果分析 以焦炉煤气发电、焦炉煤气制甲醇和焦炉煤气制LNG进行能耗对比，得出如下结论： 焦炉煤气发电项目分为：蒸汽轮机发电、燃气轮机发电、燃气内燃机发电三种，蒸汽轮机和燃气轮机发电机组效率仅20%，即能量利用率20%；燃气内燃机发电效率3040%，即能量利用率3040%。焦炉煤气制甲醇项目综合能耗为42GJ/t，而甲醇热值为22.67GJ/t，其能量利用率为54%。焦炉煤气制LNG项目综合能耗为56.15MJ/Nm3LNG，而LNG热值为35.45MJ/Nm3LNG，其能量利

3、用率为63.13%。 综合比较，焦炉煤气制LNG是焦炉煤气高效利用的合理方案。5 四、焦炉煤气直接制天然气之变压吸附法四、焦炉煤气直接制天然气之变压吸附法6 四、焦炉煤气直接制天然气之深冷法四、焦炉煤气直接制天然气之深冷法7 五、焦炉煤气甲烷化制五、焦炉煤气甲烷化制LNG8焦炉气焦炉气压缩工段压缩工段脱硫工段脱硫工段液化工段液化工段合成工段合成工段原料气压缩原料气压缩合成气压缩合成气压缩脱焦油脱萘脱焦油脱萘粗脱硫粗脱硫预脱硫预脱硫一级加氢一级加氢二级加氢二级加氢预加氢预加氢中温脱硫中温脱硫精脱硫精脱硫合成反应器合成反应器中压蒸汽脱盐水换热器换热器废热锅炉废热锅炉LNG 预冷净化预冷净化深冷分离

4、深冷分离尾气 六、焦炉煤气甲烷化制六、焦炉煤气甲烷化制LNG工艺流程框图工艺流程框图 9 （1）压缩工段：管道输送来的焦炉煤气经气柜储存缓冲，经螺杆压缩机加压至0.41MPaG送入脱油脱萘塔、粗脱硫塔对焦炉气进行初步净化，而后经往复压缩机加压至2.8 MPaG送入脱硫工段对焦炉气进行精脱硫； （2）脱硫工段：精脱硫采用干法脱硫与加氢转化工艺脱除焦炉气中的有机硫和无机硫，出口焦炉气总硫含量控制到0.1ppm以下送至合成工段； （3）合成工段：甲烷合成使焦炉气中的CO、CO2与H2反应生成SNG，出口合成气总CO2含量控制在30ppm以下直接送往液化工段； （4）液化工段：采用混合制冷剂制冷液化S

5、NG；采用低温精馏工艺以确保在分离不凝气体时减少甲烷的带出量，提高LNG的收率。LNG中甲烷含量大于98%，送至LNG储罐储存外待售。 七、焦炉煤气甲烷化制七、焦炉煤气甲烷化制LNG工艺主要工段工艺主要工段10 八、八、焦炉煤气甲烷化制焦炉煤气甲烷化制LNG主要建设内容主要建设内容 1、压缩工段，主要设备有：气柜、螺杆压缩机、往复式压缩机、脱油脱萘塔、粗脱硫塔等； 2、脱硫工段，主要设备有：加热炉、预加氢转化器、一级加氢转化器、中温脱硫槽、二级加氢转化器、氧化锌脱硫槽等； 3、甲烷合成工段，主要设备有：循环压缩机、开工电加热器、绝热 式反应器、精脱硫塔、增湿塔、废热锅炉、中压气包、固定管板换热

6、器等； 4、液化工段，主要设备有：冷箱、制冷剂压缩机、汽化器、干燥器、脱水塔、制冷剂缓冲罐、制冷剂分液罐、分水罐、乙烯储罐、丙烷储罐、异戊烷储罐、板式换热器等； 5、LNG储罐及灌装，主要设备有:LNG储罐、LNG泵、装车充装台等；11八、八、焦炉煤气甲烷化制焦炉煤气甲烷化制LNG主要建设内容主要建设内容 6、变配电站 7、循环水系统 8、动力站（包括制氮、仪表空气、冷水） 9、供热站（包括脱盐水、锅炉） 11、消防系统（包括消防水、泡沫站） 12、中央分析化验室 13、监控中心 14、火炬 16、综合楼（包括倒班宿舍） 17、地磅 18、门卫12九、焦炉煤气甲烷化制九、焦炉煤气甲烷化制LNG

7、消耗定额消耗定额序号序号名称及规格名称及规格单位单位消耗定额消耗定额( (每每kNmkNm3 3产品气产品气) )主要原辅材料主要原辅材料1焦炉气Nm326642活性炭吸油剂kg3.853活性炭脱硫剂kg4.264铁锰脱硫剂kg3.365氧化锌脱硫剂kg0.496JT-8型加氢剂kg0.437JT-1型加氢催化剂kg0.088高温甲烷化催化剂kg0.099中温甲烷化催化剂kg0.0410分子筛kg0.0411乙烯丙烷异戊烷制冷剂kg3.4813十、焦炉煤气甲烷化制天然气公用工程十、焦炉煤气甲烷化制天然气公用工程序号序号名称及规格名称及规格单位单位消耗定额消耗定额( (每每kNmkNm3 3产品

8、气产品气) )公用工程公用工程13.82MPa过热蒸汽t1.684.3MPa饱和蒸汽t-1.152电 380VkWh82.5电 10kVkWh5313冷却循环水 （t=10）t39014 十一、年处理十一、年处理2.4亿亿m3焦炉气制焦炉气制LNG工厂技术经济指标表工厂技术经济指标表序号序号指指 标标 名名 称称单位单位数量数量备备 注注1设计规模1.1LNG（CH4含量99.0mol）104Nm3/a9487.22年操作时数h80003原材料及辅助材料消耗3.1焦炉气104Nm3/a24,0003.2催化剂（专用）t/a1251.044动力消耗4.1一次水m3/h133最大量4.2电104k

9、Wh/a5742.495“三废”排放量5.1废水t/h39.385.2废气m3/h512775.3废渣t/a1182.1废催化剂6工厂用地面积m279614.27工厂建筑面积m211298.8对应：150万吨/年焦化，30000m3/h焦炉气15序号序号指指 标标 名名 称称单位单位数量数量备备 注注8生产装置设备台869能源消耗指标MJ/ Nm356.1510总定员人9011总投资万元37016.18其中：建设投资万元35255.86流动资金万元901.1412年均营业收入万元/年23172.28售价2.44元/m3LNG13年均总成本费用万元/年17768.02成本1.87元/m3LNG1

10、4税后投资回收期年6.6415项目投资税前内部收益率20.4516项目投资税后内部收益率15.8417项目投资税前财务净现值万元18330.9518总投资收益率15.9419项目资本金净利润率36.0220盈亏平衡点48.47 十一、年处理十一、年处理2.4亿亿m3焦炉气制焦炉气制LNG工厂技术经济指标表工厂技术经济指标表16十二、焦炉煤气甲烷化制天然气核心技术之国外十二、焦炉煤气甲烷化制天然气核心技术之国外 1、英国Davy技术：内蒙新汶恒坤15000m3/h焦炉煤气制LNG项目 2、丹麦Topsoe技术：乌海华油80000m3/h焦炉煤气制LNG项目 17十三、焦炉煤气甲烷化制天然气核心技

11、术之国内十三、焦炉煤气甲烷化制天然气核心技术之国内 1、武汉科林精细化工技术：乌海华清6000m3/h焦炉煤气制LNG项目 2、上海华西化工科技技术：云南曲靖麒麟气体能源8500m3/h焦炉煤气制LNG项目 3、西南化工研究设计院技术：山西沁县华安30000m3/h焦炉煤气制LNG项目 4、大连凯特利催化剂工程技术有限公司 5、太原理工煤转化技术工程有限公司 6、杭州林达化工技术工程有限公司 7、新奥科技发展有限公司 18 十四、焦炉煤气甲烷化制天然气联产氢气十四、焦炉煤气甲烷化制天然气联产氢气 焦炉煤气经净化处理满足甲烷化条件后进入甲烷化反应器，甲烷化反应后气体经深冷液化制LNG，或利用PS

12、A提氢后甲烷气经压缩到25MPa，送入CNG管网。 19 十五、焦炉煤气甲烷化制天然气联产合成氨十五、焦炉煤气甲烷化制天然气联产合成氨 焦炉煤气经净化处理满足甲烷化条件后进入甲烷化反应器，甲烷化反应后气体经深冷液化制LNG，或利用膜分离提纯甲烷气经压缩到25MPa，送入CNG管网。 自膜分离后的含N2、H2、CO混合气通过CO变换、洗脱CO2等工艺净化原料气，在450-550、20-60MPa下，将精制的氮、氢混合气合成氨。 20 十六、焦炉煤气制天然气工艺路线比较十六、焦炉煤气制天然气工艺路线比较项项 目目直接提纯天然气直接提纯天然气提纯天然气和提纯天然气和H H2 2甲烷化生产天然气甲烷化

13、生产天然气备注备注原料气量原料气量 NmNm3/3/h h250002500025000250002500025000100100万吨焦化为例万吨焦化为例天然气产量天然气产量 NmNm3 3/h/h600060006000600081008100H H2 2产量产量 NmNm3 3/h/h1200012000燃料尾气燃料尾气 NmNm3 3/h/h1900019000700070001150011500返回作燃料返回作燃料消耗消耗电耗电耗 kWkW300030006200620070007000压缩前压缩前循环水消耗循环水消耗 t/ht/h300300600600700700蒸汽消耗蒸汽消耗

14、t/ht/h1 11 1外送外送1111脱盐水消耗脱盐水消耗 t/ht/h1212天然气加工成本天然气加工成本 元元/Nm/Nm3 3约约0.4 0.4 约约0.40.4约约0.5 0.5 不计原料成本不计原料成本氢气加工成本氢气加工成本 元元/Nm/Nm3 30.1650.165不计原料成本不计原料成本投资投资 （万元（万元RMBRMB）约约85008500约约1300013000约约120001200021 十六、焦炉煤气制天然气工艺路线比较十六、焦炉煤气制天然气工艺路线比较项项 目目直接提纯天然气直接提纯天然气提纯天然气和提纯天然气和H H2 2甲烷化生产天然气甲烷化生产天然气备注备注焦

15、炉煤气成本（元焦炉煤气成本（元/m/m3 3）0.550.550.550.550.550.55焦炉煤气总成本（元焦炉煤气总成本（元/h/h）137501375013750137501375013750天然气原料成本（元天然气原料成本（元/m/m3 3）2.29 2.29 2.29 2.29 1.70 1.70 天然气制造成本（元天然气制造成本（元/m/m3 3）2.69 2.69 2.69 2.69 2.20 2.20 天然气制造成本（元天然气制造成本（元/h/h）16140.0016140.0016140.00 16140.00 17820.0017820.00天然气市场价格（元天然气市场价

16、格（元/m/m3 3）3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 天然气毛利（元天然气毛利（元/m/m3 3）0.81 0.81 0.81 0.81 1.30 1.30 天然气毛利（万元天然气毛利（万元/ /年）年）3880.00 3880.00 3880.00 3880.00 8440.00 8440.00 氢气市场价格（元氢气市场价格（元/m/m3 3）1.81.8氢气收入（元氢气收入（元/h/h）2160021600氢气加工成本（元氢气加工成本（元/h/h）19801980氢气增收（元氢气增收（元/h/h）1962019620氢气增收（万元氢气增收（万元/ /年）年）15

17、69615696天然气氢气联产毛利（万元天然气氢气联产毛利（万元/ /年）年）1957619576投资回收期（年）投资回收期（年）3 3 1 1 2 2 22 十七、焦炉煤气制十七、焦炉煤气制LNG工艺路线比较工艺路线比较项项 目目 无甲烷化产无甲烷化产LNG LNG 甲烷化产甲烷化产LNG LNG 备注备注 焦炉煤气量焦炉煤气量 NmNm3 3/h /h 25000250002500025000100100万吨焦化为例万吨焦化为例 高炉煤气量高炉煤气量 NmNm3 3/h /h LNGLNG产量产量 NmNm3 3/h /h 6100610091009100 燃料尾气燃料尾气 NmNm3 3

18、/h /h 18900 18900 7700 7700 消耗消耗 电耗电耗 kW kW 6500650079007900 循环水消耗循环水消耗 t/ht/h 70070014001400 蒸汽消耗蒸汽消耗 t/ht/h 2 2外送外送9 9 脱盐水消耗脱盐水消耗 t/ht/h 1313 天然气加工成本天然气加工成本 元元/Nm/Nm3 3 约约0.74 0.74 约约0.5 0.5 不计原料成本不计原料成本 投资投资 （万元（万元RMBRMB） 约约20000 20000 约约26000 26000 焦炉煤气成本焦炉煤气成本 （元（元/m/m3 3）0.550.550.550.55 焦炉煤气总成本焦炉煤气总成本 （元（元/h/h）13750137501375013750 天然气原料成本天然气原料成本 （元（元/m/m3 3）2.25 2.25 1.51 1.51 天然气制造成本天然气制造成本 （元（元/m/m3 3）2.99 2.99 2.01 2.01 天然气市场价格天然气市场价格 （元（元/m/m3 3）3.50 3.50 3.50 3.50 天然气毛利天然气毛利 （元（元/ /m m3 3）0.51 0.51 1.49 1.49 天然气毛利天然气毛利 （万元（