新疆庆华能源集团有限公司作为现代化煤化工循环经济工业的典型代表,以资源循环利用,节能减排,降低能耗为企业最大优势。新疆庆华55亿立方米/年煤造天然气项目引进的丹麦托普索甲烷合成工艺,就是目前世界上最先进的同类出产工艺。该环节设计产能为171,875Nm3/h,以煤气扮装置出产的原料气为基础,使H2别离和CO、CO2进行反映,合成合格的干基代替天然气(SNG),产出合格天然气,以下是对甲烷化工艺的单一介绍。
丹麦托普索设计的甲烷化工艺流程,如图1所示以下四个系统来组成:
第一部门-原料气脱硫系统
第二部门-第一甲烷化系统
第三部门-后续甲烷化和最终甲烷化系统
第四部门-余热回收和副产蒸汽系统。

原料气脱硫系统
原料气脱硫系统重要有两个脱硫槽和两个换热器组成,分为低温粗脱硫和高温精脱硫,在分歧催化剂的作用下,合成原料气傍边的H2S、COS及有机硫等含硫成分在两个脱硫槽中被脱除,使合成气中的总硫含量被降低到0.01ppm,并送往第一甲烷化系统。
第一甲烷化系统
第一甲烷化系统重要由第一甲烷化反映器(循环)和第一甲烷反映器(赔偿)、高压废热锅炉、低压废锅、循环气压缩机和换热器组成。
甲烷合成是一个强放热反映,有效的降低反映热是成为甲烷化反映的关键部门,丹麦托普索的甲烷合成技术选取循环气和赔偿气稀释进入第一甲烷化反映器的合成气浓度来节造反映器的出口温度;出口工艺气在高压锅炉水的作用降落低其操作温度。脱硫后的合成气进入第一甲烷化系统被分为两个部门:第一甲烷反映器(循环气)和第一甲烷反映器(赔偿气)。一股合成气进入第一甲烷反映器(循环气)之前被肯定比例的循环气稀释。从第一甲烷反映器(循环气)出来的反映气被下游的高压和低压废热锅炉冷却并将一部吩禅体返回到第一甲烷反映器(循环气)的入口。循环气被循环气进、出换热器和低压蒸汽锅炉废锅及循环气压缩机冷却、压缩。压缩后气体经过循环气进、出换热器后与新鲜气一路混合进入第一甲烷反映器(循环气)中,在甲烷化催化剂的作用下进行甲烷合成的反映。从第一甲烷反映器(循环气)出来的反映气经与锅炉给水换热器换热后同另一股原料气混合后进入第一甲烷反映器(赔偿气)中。进入第一甲烷化反映系统的合成气选取两股气流分配有以下益处:有效降低了循环气量,节约能量,从而降低了循环气压缩机的成本;能够分为两部门来有效的节造两个反映器的反映温度,降低系统的反映负荷,节能降耗。
后序甲烷化和最终甲烷化系统
CO和CO2的转换是在后序的三个甲烷化反映器(第二、第三和第四甲烷化反映器)中实现反映。在甲烷化反映方程式CO + 3 H2 = CH4 + H2O 和CO2 + 4 H2 =CH4 + 2 H2O中批注有水天生,除水将有助于甲烷化反映的正向进行,使得工艺气中所有的碳都可参与反映。因而,在甲烷化最后合成反映之前,合成气在第一工艺气冷凝液分离罐中被冷却并且将冷凝液分离。从第一工艺气冷凝液分离罐出来的气体温度不能满足甲烷化反映的要求,因而必要通过自身的进出料换热器对参与反映的合成气进行加热。最终甲烷化合成气在进出料换热器冷却,并经最终水冷器冷却之后,冷凝液在第二工艺气冷凝液分离罐中与SNG产品分离,产出含甲烷97.84%的SNG气体。
余热回收和副产蒸汽系统
丹麦托普索的甲烷化工艺的一项最沉要的优势是余热回收和副产蒸汽,回收的反映热可用来出产直接利用在透平驱动机上的高压预热蒸汽。甲烷化反映热通过废热锅炉和高压蒸汽过热器副产低压蒸汽、中压鼓和蒸汽、中压过热蒸汽。
两个废热锅炉,第一废热锅炉和第二废热锅炉别离装置在两个第一甲烷反映器之后;第一高压蒸汽过热器位于第三甲烷反映器D 620203之后;第二蒸汽过热器位于第二甲烷反映器之后。这样布局的凭据是:将鼓和蒸汽造成过热蒸汽比将水造成蒸汽转移的热量要快得多,这意味着对设备资料的温度设计要求比力低,有效的降低设备的成本;高压蒸汽过热器位于甲烷反映器之后,能有效的将进入反映器的合成气的温度节造到催化剂的活性领域,将甲烷合成产率最大化。
(起源:新疆庆华集团 香承志)