用煤为原料制备“天然气”

气化工艺流程气化工艺是一种将固态或液态燃料转化为气体燃料的过程。

气化工艺广泛应用于天然气的生产、石油化工行业以及燃煤电厂的能源转换过程中。

本文将介绍一个完整的气化工艺流程。

首先是煤的选矿和制备。

在气化工艺中，煤炭是最常用的原料之一。

通过选矿，可以去除其中的杂质和灰分，得到纯净的煤质。

随后，将煤炭破碎成合适的颗粒大小，为后续的气化过程做准备。

接下来是干燥和预处理。

将煤炭送入煤粉烘干机中，去除其中的水分。

然后，通过预处理设备，将煤粉中的硫、灰等有害物质进行处理和去除。

处理后的煤粉具有更高的燃烧效率和气化效果。

然后是气化反应。

在气化炉中，将预处理后的煤粉加热至高温，并注入气化剂，通常是水蒸气或空气。

煤粉在高温条件下与气化剂反应，产生可燃气体，主要包括一氧化碳、氢气和甲烷等。

这个过程称为煤气化，产生的气体被称为合成气。

合成气在进一步处理前需要冷却和洗涤。

冷却可以降低其温度，避免后续的设备受到高温气体的腐蚀。

洗涤则是通过吸收剂来去除合成气中的硫化氢、苯和二氧化碳等有害物质。

经过冷却和洗涤后，合成气中的有害组分几乎被完全去除。

然后是合成气的转化和分离。

合成气经过转化反应，可以得到一系列的化合物，如甲醇、乙醇和丙烯等。

这些化合物在石化工业中有广泛的应用价值。

分离是将合成气中所需产品与副产品进行分离，以满足不同的需求。

最后是废弃物的处理。

在气化过程中，会产生一些副产物和废弃物，如灰渣和废水等。

这些废弃物通过相应的处理设备进行处理，以减少对环境的污染。

总体而言，气化工艺是一种高效的能源转换方式。

它利用煤炭等常见资源进行能源转化，可以减少石油等有限资源的消耗。

同时，气化过程中产生的合成气还可以用于化学工业的生产过程，实现能源的多元化利用。

这种工艺不仅能够提供更多的能源选择，还能有效降低环境污染。

因此，气化工艺在现代工业中具有重要的地位和应用前景。

煤化工基础知识一、煤化工以煤炭为原料经化学方法将煤炭转化为气体、液体和固体产品或半产品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业，称之为煤化工。

二、元素分析全面测定煤中所含化学成分的分析叫元素分析。

对燃烧有影响的成分包括碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分，各化学元素成分用质量白分数表示。

三、煤的工业分析是利用煤在加热燃烧过程中的失重进行定量分析，测定煤的水分、挥发分、固定碳和灰分的成分。

四、煤里面都含有水分，水分的含量和存在状态与外界条件和煤的内部结构有关。

根据水在煤里面的存在状态，将煤中水分分别称为外在水分、内在水分以及同煤中矿物质结合的结晶水、化合水。

五、在煤的工业分析中测定的水分可分为收到基水分和分析基水分两种。

六、煤的灰分是指煤完全燃烧后剩下来的残渣。

这些残渣儿乎全部来自于煤中的矿物质。

煤的组成以有机质为主体，有机质主要曲碳、氢、氧、氮、硫5种元素组成。

七、煤的热解一干憎所谓煤的热解，是指在隔绝空气的条件下，煤在不同温度下发生的一系列物理、化学变化的复杂过程。

其结果是生成气体（煤气）、液体（焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品。

煤的热解也称为煤的干憎或热分解。

按热解最终温度不同可分为:高温干镭900-1050?,中温干® 700—800?,低温干500-600?o八、煤的铝甑(zeng)低温干憎试验为了评定煤的炼油适合性以及干憎产物，常用铝甑低温干谓试验方法。

要点是: 将煤样装在铝甑中，以一定程序加热到510?,保持一定时间，测定所得的焦油、热解水和半焦和煤气的产率。

评价煤的低温干燥焦油产率时用空气干燥基指标Tarado Tar ad, 12%称为高油煤，Tarad=7—12%称为富油煤，Tarad?7%称为含油煤。

九、煤气化炉的分类1、我们按气化炉中的流体力学条件分，只有三种：固定床、流化床、气流床。

2、固定床的特点是简单可黑。

气化剂与煤逆流接触，气化过程比较完全，热量利用比较合理，热效率较高。

合成气的有效成分合成气是一种可通过煤、天然气和生物质等原料制备的一种混合气体。

它主要由一氧化碳 (CO)、氢气 (H2) 和少量的二氧化碳 (CO2) 组成。

合成气是现代工业和能源生产中重要的一种原料和能源载体。

它被广泛应用于合成液体燃料、化学品、电力和炼化等领域。

一氧化碳 (CO) 是合成气中的主要成分，约占总体积的50% - 60%。

CO是一种有毒气体，无色、无味，燃烧时产生蓝色火焰。

它是许多化学反应和工业过程的重要原料，如合成甲醇、合成氨和合成氢气等。

CO具有高渗透性，可通过渗入许多金属和合金中，与金属发生反应形成金属羧酸盐，具有催化和促进作用。

氢气 (H2) 是合成气的另一个重要成分，约占总体积的25% - 35%。

H2是一种轻、无色、无味和可燃的气体，是最轻的元素，它的燃烧只产生水蒸气，因此被认为是一种清洁的能源。

H2具有很高的能量密度和燃烧效率，可用于发电、燃料电池、化学合成和氢化反应等。

二氧化碳 (CO2) 是合成气中的少量成分，约占总体积的10%以下。

CO2是一种无色、无味的气体，由于其在大气中的浓度持续增加，引发了全球暖化和气候变化的担忧。

然而，在合成气的生产过程中，CO2可以被捕获和储存，以减少二氧化碳排放。

所以合成气的利用可以对环境产生更小的负面影响。

除了以上这些主要成分外，合成气中还可能含有少量的氮气(N2)、一氧化二氮 (NO)、硫化氢 (H2S)、氧气 (O2)等杂质。

这些杂质的含量通常很低，不会对合成气的应用产生较大影响。

同时，根据不同的原料和制备工艺，合成气的组成也会有所差异。

综上所述，合成气主要由一氧化碳 (CO)、氢气 (H2) 和少量的二氧化碳 (CO2) 组成。

它是一种重要的原料和能源载体，在化学、燃料、能源等领域具有广泛的应用潜力。

煤炭气化的原理与应用煤炭气化是将固态煤转化为气体燃料或化工原料的过程。

它是一种逐渐受到重视的技术，能够在节约煤炭资源、降低环境污染、推动能源多元化等方面发挥重要作用。

本文将从煤炭气化的原理、应用等方面进行论述。

一、煤炭气化的原理煤炭气化是一种可控制反应的过程，通常在高温高压下进行。

反应过程主要分为两个阶段：初级反应、次级反应。

1. 初级反应初级反应主要是对煤炭中的碳、氢、氧等元素进行裂解和转化。

在高温高压条件下，煤炭中的碳与水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气。

碳化反应中产生的固体炭黑可以带走一部分灰分，从而降低灰分等杂质对煤气的影响。

2. 次级反应次级反应主要是对初级反应形成的一氧化碳和氢气进行进一步加工转化，生成有机化合物和其他气体。

一氧化碳可以通过水气转移反应（WGS）生成二氧化碳和氢气，氢气可以与二氧化碳还原生成甲烷和水。

二、煤炭气化的应用煤炭气化技术可以将煤炭转化为气体燃料或化工原料，广泛应用于工业、煤化工、燃料等领域。

下面就其应用进行简要介绍。

1. 工业领域煤炭气化技术可以生产一系列重要的化学工业品例如苯、丙烯、乙二醇等。

这些化学品广泛应用于农药、医药、塑料、纺织、颜料等行业中。

2. 煤化工领域煤炭气化技术广泛应用于煤化工领域。

利用煤炭气化技术，可以生产一系列的煤化工产品，例如甲醇、乙醇、工业醋酸，这些产品在化学、医药、能源等领域的应用非常广泛。

3. 燃料领域利用煤炭气化技术，可以生产合成天然气、合成液体燃料，这些燃料具有高效能、低污染等优点。

在燃料应用领域，有着重要的开发和应用前景。

三、煤炭气化的发展现状煤炭气化技术在国内外都广泛应用，但是在不同发展阶段的国家应用不同。

例如在美国，煤炭气化技术被广泛应用于制备燃气和燃料等领域，而在中国，煤炭气化主要应用于煤化工领域。

煤炭气化技术在国际上也有一些发展，立陶宛、菲律宾等国家已经开发煤炭气化项目，这些项目在探索煤炭资源、创新能源供应等方面有着积极的推动作用。

合成氨生产是一个复杂的过程，包括三个主要阶段：原料气制备、净化、氨的合成。

以下是每个阶段的详细描述：一、原料气制备合成氨生产的第一步是制备原料气，即氮气和氢气的混合气体。

这个过程通常使用天然气或煤作为原料。

天然气蒸汽转化法：天然气的主要成分是甲烷，通过蒸汽转化反应，甲烷与水蒸气在催化剂的作用下反应生成一氧化碳和氢气。

然后，一氧化碳通过变换反应转化为二氧化碳，氢气则被回收利用。

煤为原料：以煤为原料时，首先通过气化炉将煤转化为煤气，煤气中含有大量的氢气和一氧化碳。

然后，一氧化碳通过变换反应转化为二氧化碳，氢气则被回收利用。

二、净化在合成氨生产中，原料气需要经过净化处理，以除去其中的杂质。

脱硫：硫化物是原料气中的主要杂质之一，必须将其除去。

通常使用催化剂或化学吸收剂将硫化物转化为硫化氢，然后通过酸碱洗涤法将其除去。

脱碳：一氧化碳是原料气中的另一种杂质，它会对氨的合成反应产生不利影响。

通过使用催化剂或化学吸收剂将一氧化碳转化为二氧化碳，然后通过碱洗法将其除去。

氢气提纯：经过脱硫和脱碳处理后，原料气中的氢气纯度仍然不够高。

因此，需要进行氢气提纯，通常使用变压吸附或低温分离等方法将氢气纯度提高到99%以上。

三、氨的合成经过净化的原料气进入氨的合成阶段。

合成反应：在高温高压下，氮气和氢气在催化剂的作用下反应生成氨气和水蒸气。

这个反应是放热反应，需要控制温度和压力以确保反应的顺利进行。

气体分离：合成反应完成后，气体混合物需要进行分离。

通常使用冷凝法将水蒸气冷凝成液体水，然后通过蒸馏法将氨气从气体中分离出来。

氨的精制：经过气体分离后得到的氨气可能含有其他杂质，如硫化氢、二氧化碳等。

因此，需要进行氨的精制，通常使用化学吸收法或物理吸附法将杂质除去，以提高氨的纯度。

产品储存和运输：经过精制后的氨可以储存在专门的储罐中，也可以通过管道输送到下游用户。

在储存和运输过程中，需要注意安全措施，防止泄漏和事故发生。

总之，合成氨生产是一个复杂的过程，包括原料气制备、净化和氨的合成三个主要阶段。

煤制合成天然气工艺中甲烷化合成技术摘要：天然气是一种重要的一次能源，在发电、工业燃料、化工原料、汽车能源、居民燃气等方面具有广泛用途。

虽然我国每年天然气产量呈逐年增长的趋势，但仍远远落后于市场需求的增长，天然气供不应求的局面将长期存在。

而我国的能源结构特点是“富煤、少油、缺气”，根据国内的能源结构特点，在富煤地区适度发展煤制天然气，既可清洁加工利用煤炭资源，也可有效补充天然气资源的供给，缓解国内天然气供求矛盾。

关键词：煤制合成天然气；甲烷化合成技术引言：煤制天然气工艺主要包括煤气化和合成气甲烷化两个过程。

综述了煤制天然气工艺中合成气甲烷化催化剂的研究进展，从活性组分、载体和助剂等方面介绍了国内外甲烷化催化剂的研究现状，并分析了甲烷化催化剂的失活原因。

合成气甲烷化催化剂的发展方向是使催化剂具有更好的催化活性和热稳定性，以期开发出性能优异的具有自主知识产权的合成气甲烷化催化剂及配套技术。

1.中国煤制天然气技术至今为止，中国还没有经过工业化验证的煤制天然气技术。

中国的CO甲烷化技术主要应用于富氢体系中微量CO的去除以及城市煤气的部分甲烷化。

开发的水煤气甲烷化工艺，其原料气首先进行脱硫操作，在0.05MPa、350℃下进行加氢反应。

该工艺经过1000h稳定性实验，催化剂催化活性稳定，且起始温度低，寿命可达1a之久，但催化剂不耐硫。

在空速1500h-1时，该工艺的CO转化率高达95%，CH4选择性可以达到65%。

由中科院大连物化所研发的常压耐高温煤气直接甲烷化工艺采用自行研发的M348-2A型催化剂，以水煤气为原料气，经脱水、脱硫、脱氧等工序后进入甲烷化反应器。

反应产物经降温、除水、压缩等工序后进入煤气输配管道系统。

由于M348-2A型催化剂为非耐硫型催化剂，因此原料气再进入甲烷化反应器前必须经过脱硫与脱氧。

该工艺的产品热值大于14000kJ/m3，CO体积分数小于10%，完全满足城市煤气的质量标准。

该催化剂的性能稳定，活性、选择性高，CO转化率可达80%～90%，甲烷选择性为60%～70%，催化剂寿命在0.5～1a，但该工艺的脱硫成本较高。

煤化工产业链盘点：一文读懂煤炭利用途径，推荐收藏！表粉红色的都是相对传统的煤化工技术，像煤炼焦、煤制氮肥等技术，都是技术成型比较早，大家也比较了解，就不做过多的介绍了。

而表黄色的，是目前煤化工技术的热点，其中又以煤制天然气、煤制甲醇、煤制油、煤制烯烃最受关注。

下面小七就分别介绍一下，这几项热点技术。

煤制天然气1 工艺流程原料煤经过气化炉气化，并精制净化后，制得以氢气、一氧化碳、甲烷为主要成分的合成气。

在经过合成气甲烷化后，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。

2 反应原理煤制天然气的原理就是合成气的甲烷化反应，制得天然气。

煤制甲醇煤制甲醇生产工序主要分为原料气制备、变换和脱碳、气体净化、气体压缩、甲醇合成、粗甲醇精馏以及涉及安全环境保护（如废催化剂回收、水处理）等工序。

原料气制备方法主要有煤气化法（德士古TEXACO水煤浆气化、谢尔SHELL干粉煤气化、GSP干粉煤气化、鲁奇碎煤气化和UGI常压气化）、天然气转化法、焦炉煤气法；原料气处理、精制、压缩工艺的生产则同传统的合成氨生产工艺类似；甲醇合成工艺则有：ICI低压甲醇合成工艺、Lurgi低压甲醇合成工艺、TEC的新型反应器以及正趋向成熟的液相法甲醇合成工艺。

直接煤制油煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程，又称煤的加氢液化法。

直接煤制油项目工艺流程主要包括煤炭洗选单元，制氢工艺单元，催化剂制备单元，煤液化反应单元，加氢改质单元等间接煤制油煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。

间接煤制油项目工艺流程主要包括煤气化、变换净化、F-T合成、油品合成、精制等单元。

煤制烯烃是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术。

煤制烯烃主要包括两种工艺路线即MTO和MTP。

1 工艺分类2 MTO目前国外具有代表性的MTO工艺技术主要是： UOP／Hydro、ExxonMobil 的技术，以及鲁奇（Lurgi ）的MTP技术。

煤制天然气技术研究进展马立莉; 牟玉强; 张志翔; 张忠涛; 李玉龙; 徐显明【期刊名称】《《精细石油化工进展》》【年(卷),期】2019(020)004【总页数】3页(P23-25)【关键词】煤制天然气; 气化; 甲烷化; 德士古; 鲁奇【作者】马立莉; 牟玉强; 张志翔; 张忠涛; 李玉龙; 徐显明【作者单位】中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心黑龙江大庆163714【正文语种】中文煤制天然气通常指采用已开采的原煤，经过气化工艺来制造合成天然气。

具体而言，是以煤为原料，经气化、变换、净化工序，使合成气达到合成甲烷的氢碳比，再经甲烷化生产天然气的过程，如图1所示。

图1 典型煤制天然气工艺流程示意图1984年，世界上第一个煤制天然气大型商业化工厂—美国大平原煤制天然气工厂建成，年产天然气14亿m3[1]。

2006年，美国宣布分别在南印第安纳州、肯塔基州和伊利诺伊州建立年产11亿m3、14亿～19亿m3和14亿m3的煤制天然气项目。

德国、日本、澳大利亚、英国等均进行过煤制天然气研究，但都没有商业化[2]。

总体来说，除了几个试验性的项目外，国外煤制天然气没有大规模发展。

近年来，国内煤制天然气产业发展迅猛。

目前，已投产、在建、做前期准备和计划的煤制天然气项目共计产能2 410亿m3/a。

其中，已经核准和拿到批文的项目，总产能达851亿m3/a，主要分布在内蒙、新疆、山西等地区[3]，见表1。

表1 国内具有代表性的煤制天然气项目项目设计规模(一期规模)/(亿m3·a-1)气化技术甲烷化技术运行情况大唐克旗一期工程40(13.35)赛鼎碎煤固定床加压气化美国戴维技术已运行庆华伊犁一期工程55(13.75)赛鼎碎煤固定床加压气化丹麦托普索技术已运行内蒙古汇能16(4)西北院多元料浆加压气化丹麦托普索技术已运行浙能新天20(20)赛鼎碎煤固定床加压气化美国戴维技术已运行苏新能源和丰40碎煤加压气化+粉煤加压气化[4]大连化物所技术十三五规划北控鄂尔多斯40新型高温固定床气化自主甲烷化技术十三五规划中海油山西大同40固定床与气流床组合工艺自主甲烷化技术十三五规划新疆伊犁40碎煤固定床高压气化自主甲烷化技术十三五规划安徽能源淮南22适用于淮南高灰熔点煤的东方炉气化大连化物所技术十三五规划1 煤制天然气气化技术1.1 国外气化技术气化技术和甲烷化技术是煤制天然气的关键技术。

煤炭一三籽的用途煤炭是一种重要的化石能源，广泛应用于许多领域。

下面将详细介绍煤炭的用途。

1. 发电：煤炭是世界上最重要的发电燃料之一。

燃烧煤炭可以产生大量的热能，这些热能可以转化为电能。

煤炭发电是全球主要的电力来源之一，尤其在发展中国家。

2. 钢铁生产：在钢铁工业中，高质量的焦煤是必须的原料之一。

焦煤通过高温炼焦过程，可以产生坚固的焦炭，然后将焦炭用于炼铁过程。

煤炭在钢铁生产中起到了至关重要的作用。

3. 化工原料：煤炭不仅可以用来生产能源，还可以用来生产各种化工产品。

例如，煤炭可通过煤制油技术生产煤制油或煤制天然气，这些产品可用于替代石油和天然气，满足能源需求。

此外，煤炭还可用于制备合成氨、甲醇、脲等化工原料。

4. 煤制合成气体：通过煤气化过程，可以将煤炭转化为合成气体，即一氧化碳和氢气的混合物。

合成气体是一种重要的化工原料，广泛应用于合成燃料、化学品和材料。

5. 化肥生产：通过煤制氨过程，可以利用煤炭生产氨气，然后再通过其他化学反应制备氨肥。

氨肥是一种重要的农业肥料，对提高农作物产量有着重要作用。

6. 综合利用：煤炭还可以通过煤炭气化或煤泥气化的方式，生产各种高附加值产品。

例如，通过煤炭气化可以生产合成石油、合成天然气和合成炼油气等产品；通过煤泥气化可以生产合成天然气、合成液化石油气等产品。

这些产品可以广泛应用于能源、化工、交通等领域。

7. 制烟煤：制烟煤是一种重要的煤炭产品，其主要用途是生产焦炭。

除了用于钢铁生产，焦炭还可以用作铸造、化工和铝工业的原料。

8. 燃料和燃料添加剂：煤炭可以直接作为燃料使用，用于加热和烹饪。

同时，煤炭还可以作为燃料添加剂使用，增加其他燃料的燃烧效率。

9. 加工煤和煤焦油：煤炭可以经过加工，得到各种不同等级的加工煤。

加工煤广泛应用于工业和生活领域，例如铁路、发电、化工等。

煤焦油是煤炭加工过程中的副产物，可以用于生产润滑油、染料、沥青、合成树脂等。

总结起来，煤炭的用途非常广泛，不仅可以用作能源，满足电力、热能、化工等领域的需求，还可以用于制备化工产品、钢铁、肥料等。