焦炉煤气制天然气测算表
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焦炉煤气如何制取液化天然气?看这里!我国焦炭产能和消耗量巨大,而焦炉煤气是焦化企业的主要副产品之一。
近年来,一些新的焦炉煤气利用技术不断涌现。
随着人们环保意识的不断加强及国家节能减排政策的提出,焦炉煤气的综合利用早已被提上日程,焦炉煤气的主要成分为甲烷,将其中的甲烷分离提取出来,或者进行甲烷液化成为一个重要的研究方向。
一、国内外技术发展现状焦炉煤气制取液化天然气作为一个新兴的制作工艺及研究点,受到许多焦化企业及研究者的青睐。
据了解,国外代表性的工艺技术有丹麦托普索甲烷化、英国戴维甲烷化和日本日挥焦炉煤气制LNG 技术等,其中丹麦托普索或英国戴维只做甲烷化,而日挥除了拥有甲烷化技术外,前期的煤气深度净化更是其技术优势,也就是说日挥拥有全流程的工艺技术。
目前焦炉煤气制取天然气产业在国内呈现强劲发展势头。
国内研究学者在结合现场生产制造工艺的基础上,针对焦炉煤气制取液化天然气工艺进行深入研究。
例如中国科学院理化技术研究所开发的焦炉煤气低温分离生产液化天然气(LNG)联产氢气工艺,将膜分离和低温精馏分离技术相结合,采用了吸附脱苯、萘和焦油、水解脱硫、MDEA脱碳、等压干燥、膜分离提氢、氮气膨胀制冷等国内外先进技术,低温分离出LNG,并对膜分离提氢过程中产生的高纯氢进行综合利用。
二、焦炉煤气的组成和性质焦炉煤气,简称焦炉气,是煤焦化过程得到的可燃气体。
其产率和组成因炼焦煤质和焦化过程不同而有所差别,一般每吨干煤可产焦炉煤气约430m3(标准状态)。
焦炉煤气为有毒和易爆性气体,空气中的爆炸极限为6-30%(体积)。
焦炉煤气典型组成如表1所示,其与常规天然气的组成有很大区别,其中氢、氮含量相对较高。
表1、焦炉煤气的性质三、焦炉煤气制取液化天然气工艺流程进行甲烷化反应外,还存在部分过量氢气,由于原料气中氢气含量相对较高,除与原料气中CO、CO2可通过PSA分离技术分离提取原料气中氢气,提取后氢气外销;甲烷化后经过脱汞、干燥等净化具体流程如图1所示,处理后进入液化段,进行深冷分离。
焦炉煤气制甲醇与制天然气对比分析【摘要】估算了我国焦炉煤气的资源量及分布,简述了焦炉煤气的主要用途,简述了焦炉煤气制甲醇与焦炉煤气制lng两种工艺,并从7个方面进行对比分析,指出用焦炉煤气生产lng效益较好。
【关键词】焦炉煤气制甲醇焦炉煤气制lng 对比分析1 我国的焦炉煤气简况焦炉煤气(cog)是指经过配比的炼焦煤在焦炉中经过高温干馏后,与焦炭和焦油产品的同时产出的一种可燃性气体,是炼焦副产品。
平常所述的焦炉煤气是焦化厂经过化产车间“四脱”(脱焦、脱硫、脱氨、脱苯)处理后的净焦炉煤气,其主要成分为氢气(体积分数55~60%)和甲烷(23~27%)。
2012年焦炭产量4.4亿吨,其中,1/3来自于钢铁联合企业,2/3来自独立焦化企业;而独立焦化企业主要分布在山西、河南、山东、云南、内蒙等地,其中山西为世界上焦炭最大聚集地。
我国每年可供综合利用的焦炉煤气高达1700亿方。
每1吨焦炭大约会副产焦炉煤气420m3,其中一半用于焦炉回炉,其余部分必须进行回收净化处理,有很多非钢焦化企业所产的焦炉煤气无法利用被直接燃烧排放(俗称“点天灯”),既造成大量的资源浪费,同时又造成严重的大气污染。
2 焦炉煤气的综合利用2.1 焦炉煤气可用于工业与民用燃料、发电、化工原料、还原剂直接还原炼铁、制氢、生产天然气等用途在工业与民用燃料方面:工业生产,如金属镁锻造等;亦可接入城市供气管网作为居民用气。
发电方面:焦炉煤气可替代燃煤进行发电。
化工原料方面:可利用焦炉煤气生产合成氨、尿素、甲醇等,也可合成生产清洁燃料油;还原炼铁:焦炭是高炉炼铁过程的还原剂(co作为还原剂),焦炉煤气可以作为直接还原炼铁的还原剂。
制氢:焦炉煤气主要成分为氢气(体积分数55~60%)和甲烷(23~27%),因此可以焦炉煤气为原料制备氢气。
目前一般采用变压吸附法(psa)提取氢气。
生产合成天然气(sng):是近年来的技术方向,合成的天然气产品可利用管道输送到用户,也可以加工成压缩天然气(cng)或液化天然气(lng)。
焦炉煤气转换天然气方案探讨随着环保意识的逐渐增强,传统的能源资源已经逐渐被淘汰,替代能源逐渐成为社会发展的趋势。
其中,化石能源替代方案成为重点,尤其是燃料气体的替代方案。
煤气和天然气是主要的燃料气源,其中焦炉煤气和天然气,在化工和炼油企业中被大量使用。
本文会探讨焦炉煤气转换为天然气的方案。
一、煤气和天然气的区别焦炉煤气是由煤气化过程中分离出的一种混合气体,通常含有主要成份的一氧化碳、氢气、甲烷等,且其中的苯、甲醛等有毒成份,因此需要回收和处理。
而天然气是天然地下形成的气体,主要成份是甲烷,其中也含有一些杂质如二氧化碳、氮气等,但相比煤气而言更加纯净和安全。
二、煤气转换天然气的必要性1.环保和节能是现代社会的需求,焦炉煤气的高污染和低效率已经成为限制煤气使用的主要因素之一。
2.随着国内外天然气市场的发展,原油价格的不断攀升,天然气产业上升势头迅猛,天然气资源的价格优势逐渐显现。
3.通过煤气转换天然气,可以改善其能效,增加其气质,提高其价值,从而提高化工和炼油企业的经济效益。
三、焦炉煤气转换天然气的技术方案为了将实现焦炉煤气转化为天然气,需要分析枝分子的构成,分析中发现在煤气中主要有单质氢,各种烃和小量的混杂气体,其中单质氢和甲烷两种气体占比较高,而甲烷和天然气中主要的成份也是甲烷,所以通过合适的技术方案,可将焦炉煤气转化为相似的甲烷含量的天然气。
1.蒸汽重整法主要是将焦炉煤气进行蒸汽重整,将其中的甲烷和一氧化碳进行催化转化,生成氢气和二氧化碳,然后在合适条件下通过催化转化再把氢气和二氧化碳生成甲烷,从而达到焦炉煤气对于天然气成份的转化。
2.液化重整法主要是将焦炉煤气经过一系列反应处理并液化,形成常温常压下的液态燃料中间体。
可以进行一系列物理或化学变化,处理后取得高纯度的甲烷。
液化重整法是最近几年来的一种随着人类工业的迅速发展而出现的符合国际化趋势的新工业技术,在石油炼化、商业气体以及天然气合成方面有着丰富的应用。
天然气项目投资测算报告表一、项目背景情况国际国内经济形势总体有利于释放发展潜力。
和平与发展的时代主题没有变,世界新一轮科技革命和产业变革蓄势待发,以信息技术革命为先导,生物技术、新能源和新材料技术、空间利用和海洋开发技术等不断取得重大突破,与经济社会发展深度融合。
国际经济格局发生深刻变化,亚太自由贸易区建设全面铺开,全球高标准自由贸易区网络逐渐形成,全球治理体系和规则面临重大调整。
从国内看,中国经济发展长期向好的基本面没有变,经济韧性好、潜力足、回旋余地大的基本特征没有变,经济持续增长的良好支撑基础和条件没有变,经济结构调整优化的前进态势没有变。
经济发展步入新常态,经济增长速度从高速增长转向中高速增长,经济发展方式从规模速度型粗放增长转向质量效率型集约增长,经济结构从增量扩能为主转向调整存量、做优增量并举的深度调整,经济发展动力从传统增长点转向新的增长点,这对于一直坚持内涵式发展的区域来讲,布局高端装备、新兴产业,抢占发展先机、实施创新驱动有了新支撑。
国家积极参与全球经济治理、构建以合作共赢为核心的新型国际关系、推进“一带一路”建设,这对于一直坚持开放发展的珠海来讲,融入国际市场、汇聚高端人才、提升内外开放联动有了新空间。
国家更加重视生态建设,人民群众对清新空气、干净饮水、安全食品、优美环境的要求越来越强烈,地区生态环境优美、土地开发适度、社会和谐稳定,宜居宜业环境奠定了更显著的发展优势。
在新常态下面临难得的叠加发展机遇。
始终秉持科学发展理念,没有走上过度消耗资源和损害环境的道路,较早运用新常态思维指导经济社会发展,具备适应新常态、把握新常态和引领新常态的先发优势。
拥有的较高发展基础和显著生态优势为保持经济较快增长提供了坚实基础。
当前,区位优势、开放优势、后发优势、战略优势将得到重构,珠海的国家战略地位将进一步提升。
同时也要看到,全球经济可能维持一段时间的平庸增长,发展中国家和地区利用低成本优势加速产业转移,将削减高开放度的经济发展动力。
水、电、汽折算标煤(内容来自互联网)一般1吨蒸汽大约有3百万千焦每百万千焦大约是吨标准煤不同温度和压力的蒸汽焓值是不一样的根据折标煤系数来计算的,希望这些能给你点帮助卡或29274千焦。
若未能取得燃料的低位热值,可参照上表的系数进行计算,若能取得燃料的低位热值为Q可按以下的公式进行计算。
标煤量=燃料的耗用量*Q/7000 (低位热值按千卡计)标煤量=燃料的耗用量*Q/29274 (低位热值按千焦计)1度电=1000瓦×3600焦=3600千焦=0.123kg标煤1公斤煤或油约排放10标立方米烟气折标系数各种能源参考热值及折标准煤系数表能源名称平均低位发热量折标准煤系数原煤20908千焦(5000千卡)/千克0.7143千克标准煤/千克洗精煤26344千焦(6300千卡)/千克0.9000千克标准煤/千克其它洗煤(1)洗中煤8363千焦(2000千卡)/千克 0.2857千克标准煤/千克(2)煤泥 8363-12545千焦(2000-3000千卡)/千克-0.4286千克标准煤/千克焦炭28435千焦(6800千卡)/千克0.9714千克标准煤/千克原油41816千焦(10000千卡)/千克 1.4286千克标准煤/千克燃料油41816千焦(10000千卡)/千克 1.4286千克标准煤/千克汽油43070千焦(10300千卡)/千克 1.4714千克标准煤/千克煤油43070千焦(10300千卡)/千克 1.4714千克标准煤/千克柴油42652千焦(10200千卡)/千克 1.4571千克标准煤/千克液化石油气 50179千焦(12000千卡)/千克 1.7143千克标准煤/千克炼厂干气45998千焦(11000千卡)/千克 1.5714千克标准煤/千克天然气38931千焦(9310千卡)/m3 1.3300千克标准煤/ m3焦炉煤气千焦(4000-4300千卡)/ m3 -0.6143千克标准煤/ m3其它煤气(1)发生炉煤气5227千焦(1250千卡)/ m3 0.1786千克标准煤/ m3(2)重油催化裂解煤气19235千焦(4600千卡)/ m3 0.6571千克标准煤/ m3 (3)重油热裂解煤气35544千焦(8500千卡)/ m3 1.2143千克标准煤/ m3(4)焦炭制气16308千焦(3900千卡)/ m3 0.5571千克标准煤/ m3(5)压力气化煤气15054千焦(3600千卡)/ m3 0.5143千克标准煤/ m3(6)水煤气10454千焦(2500千卡)/ m3 0.3571千克标准煤/ m3煤焦油33453千焦(8000千卡)/千克 1.1429千克标准煤/千克粗苯41816千焦(10000千卡)/千克 1.4286千克标准煤/千克热力(当量)按热焓计算0.03412千克标准煤/106焦(0.14286千克标准煤/1000千卡)电力(当量) 3596千焦(860千卡)/千瓦小时 0.1229千克标准煤/千瓦小时电力(等价) 11826千焦(2828千卡)/千瓦小时0.4040千克标准煤/千瓦小时说明:以上数据来源于原国家经委、国家统计局《1986年重点工业、交通运输企业能源统计报表制度》以上数据也来源于《中国能源统计年鉴2005》,但该书中“电力”的等价系数“按当年火电发电标准煤耗计算”折标系数其他产品折标准煤系数1kg 级蒸汽 = 0.131429 kg标煤1kg 级蒸汽 = 0.125714 kg标煤1kg 级蒸汽 = 0.108571 kg标煤1kg 级蒸汽 = 0.094286 kg标煤1kg 小于级蒸汽 = 0.078571 kg标煤1 吨新鲜水 = 0.2429 kg标煤1 吨循环水 = 0.1429 kg标煤1 吨软化水 = 0.3571 kg标煤1 吨除盐水 = 3.2857 kg标煤1 吨除氧水 =13.1429 kg标煤1 吨凝汽式蒸汽轮机凝结水 = 5.2143 kg标煤1 吨加热设备凝结水 = 10.9286 kg标煤说明:以上数据引自《国家统计局标准》和《炼油厂能量消耗计算方法》。
焦炉煤气制液化天然气(LNG)项目工艺流程一、焦炉气预处理从焦化厂来的焦炉气含有多种杂质组份,特别是苯和蔡的含量较高,约为3000 mg / Nm;和300mg / Nm,该组份将对下游的净化分离工序造成危害,需要进行脱除。
采用吸附法脱除苯、蔡和焦油。
即在较低压力和温度下用吸附剂吸附苯、蔡和焦油等重质组份,之后在高温、低压下解吸再生,构成吸附剂的吸附与再生循环,达到连续分离气体的目的。
这样,可以保护后续的催化剂,又避免了蔡在升压后结晶堵塞管道和冷却器等设备。
二、氢气提纯当前工业上比较广泛应用的氢气分离技术有变压吸附和膜分离两种。
由于变压吸附技术投资少、运行费用低、产品纯度高、操作简单、灵活、环境污染小、原料气源适应范围宽,因此,进入70年代后,这项技术被广泛应用于石油化工、冶金、轻工及环保等领域。
变压吸附分离过程操作简单,自动化程度高,设备不需要特殊材料等优点。
吸附分离技术最广泛的应用是工业气体的分离提纯,氢气在吸附剂上的吸附能力远远低于CH2,N2,CO和CO2等常见的其他组分,所以变压吸附技术被广泛应用于氢气的提纯和回收领域。
为了使得产品氢气具有较高的纯度,选用变压吸附技术进行氢气的提纯。
三、甲烷化反应甲烷化反应是指气体CO和CO2在催化剂作用下,与氢气发生反应,生成甲烷的强放热化学反应。
甲烷化反应属于催化加氢反应。
其反应方程为:通常工业生成中的甲烷化反应有两种:一种是用于合成氨及制氢装置中,在催化剂作用下将合成气中少量碳氧化物(一般CO + CO2<0. 7 %)与氢反应生成水和惰性的甲烷,以削除碳氧化物对后续工序催化剂的影响。
用于上述甲烷化反应的催化剂和工艺主要是用于脱除合成气中残留的少量碳氧化物(CO和CO2),自1902年发明了用于催化甲烷化反应的镍基催化剂以来,化肥生产中用于甲烷化的催化剂和工艺绝大多数围绕这类催化剂进行研究。
另一种是人工合成天然气工艺中的甲烷化,其原料气中的碳氧化物((CO + CO2)浓度较高。
焦炉煤气制天然气不同工艺路线投资、成本、回收期对比测算
焦炉煤气制NG或CNG的技术参数比较
项目直接提纯天然气提纯天然气和H2 甲烷化生产天然气备注原料气量 Nm3/h 25000 25000 25000 100万吨焦化为例天然气产量 Nm3/h 6000 6000 8100
H2产量 Nm3/h ~12000 ~
燃料尾气 Nm3/h ~19000 ~7000 ~11500 返回作燃料消耗
电耗 KW 3000 6200 7000 压缩前循环水消耗 t/h 300 600 700
蒸汽消耗 t/h 1 1 外送11
脱盐水消耗 t/h ~~12
天然气加工成本元/Nm3 约0.4 约0.4 约0.5 不计原料成本氢气加工成本元/Nm3 ~0.165 ~不计原料成本投资(万元RMB)约8500 约13000 约12000
注:以上为上海华西化工科技公司数据
焦炉煤气成本(元/m3)0.55 0.55 0.55
焦炉煤气总成本(元/h)13750 13750 13750
天然气原料成本(元/m3) 2.29 2.29 1.70
天然气制造成本(元/m3) 2.69 2.69 2.20
天然气制造成本(元/h)16150.00
天然气市场价格(元/m3) 3.50 3.50 3.50
天然气毛利(元/m3)0.81 0.81 1.30
天然气毛利(万元/年)3880.00 3880.00 8440.00
氢气市场价格(元/m3) 1.8
氢气收入(元/h)21600
氢气加工成本(元/h)1980
氢气增收(元/h)19620
氢气增收(万元/年)15696
天然气氢气联产毛利(万元/年)19576
投资回收期(年) 3 1 2
焦炉煤气制LNG的技术参数比较
项目无甲烷化产LNG 甲烷化产LNG 备注
焦炉煤气量 Nm3/h 25000 25000 100万吨焦化为例高炉煤气量 Nm3/h ~~
LNG产量 Nm3/h 6100 9100
燃料尾气 Nm3/h ~18900 ~7700
消耗
电耗 KW 6500 7900
循环水消耗 t/h 700 1400
蒸汽消耗 t/h 2 外送9
脱盐水消耗 t/h ~13
天然气加工成本元/Nm3 约0.74 约0.5 不计原料成本投资(万元RMB)约20000 约26000
注:以上为上海华西化工科技公司数据
焦炉煤气成本(元/m3)0.55 0.55
焦炉煤气总成本(元/h)13750 13750
天然气原料成本(元/m3) 2.25 1.51
天然气制造成本(元/m3) 2.99 2.01
天然气市场价格(元/m3) 3.50 3.50
天然气毛利(元/m3)0.51 1.49
天然气毛利(万元/年)2468.80 10840.00
投资回收期(年)9 3
焦炉煤气制天然气不同工艺路线投资、回报、回收期测算对比表
项目无甲烷化产LNG 甲烷化产LNG 直接提纯天然气提纯天然气和H2 甲烷化生产天然气投资(万元RMB)约20000 约26000 约8500 约13000 约12000
项目毛利(万元/年)2468.80 10840.00 3880.00 19576 8440.00
投资回收期(年)9 3 3 1 2 性价比排序 5 4 3 1 2
李敦迎
2014年6月10日。