基于甲烷化反应原理与特点的煤制天然气技术链优化构想
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关于甲烷化技术的认识根据收集到的资料,本文拟从甲烷化技术的原理、技术现状、对比及甲烷化技术在煤制天然气中的能耗占比等方面进行总结。
一、甲烷化技术的原理1、技术原理所谓甲烷化,是指合成气中CO、CO2和H2在一定的温度、压力及催化剂作用下,进行化学反应生成CH4的过程。
其反应方程式如下所示:CO+3H2=CH4+H2O+206.2 KJ/molCO2+4H2=CH4+2H2O+165KJ/mol因此,甲烷化过程是一个体积减小的强放热可逆反应,放热效应比甲醇合成更大(甲醇合成的放热分别为90.8KJ/mol和58.6KJ/mol)。
因此,甲烷化技术的关键在于以下两点:1)反应热的控制及回收;2)催化剂的性能及保护。
2、现有甲烷化技术2.1 技术概况现有甲烷化技术大致分为以下三大类,其技术特点如下表1所示:表1:甲烷化技术特点2.2 技术对比表1从上到下,技术越来越先进,能耗越来越低,但对催化剂、工艺、设备制造等的要求越来越高。
以合成气制天然气来说,目前仅绝热多段循环技术实现大型工业化运行,且均为国外技术,如Davy,拓普索、Lurgi,国内技术目前尚无大型工业化运行装置,仅在绝热多段循环技术与绝热多段无循环技术上完成了投料千标方/h规模的中试,分别为:西南化工研究院技术与华福联合体技术。
2.2.1 西南化工研究院技术2014年12月30日,由西南化工研究院与中海油气电集团合作研发的“煤制天然气甲烷化中试技术”,通过了中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定。
达到世界领先水平的该技术,具有低循环比甲烷化工艺、高性能甲烷化催化剂等优势,可生产高质量、低成本的合成天然气,并具备工业化条件。
2009年以来,煤制天然气甲烷化工艺技术及催化剂研究,先后完成350标准立方米/小时煤制天然气甲烷化模试;启动国内规模最大的2000标准立方米/小时煤制天然气甲烷化全流程1200小时中试试验,通过72小时满负荷连续运行考核;完成4000小时甲烷化催化剂寿命试验,建成了催化剂工业生产装置,以工业原料生产出了合格的催化剂产品。
煤基合成气制甲烷工艺流程、技术及催化剂研究进展趋势分析宋孝勇【摘要】随着社会经济的发展,工业生产、日常生活对于天然气等能源类的需求越来越大。
提高煤制天然气的生产效率,有利于缓解我国能源需求量增大与生产效率过低之间的矛盾,符合国家发展“能源节约型”和“环境友好型”社会的战略目标。
煤制天然气是煤炭高效清洁利用的重要途径,甲烷化是煤制天然气的关键反应。
推行煤基合成气制甲烷工艺创新,可以显著提高甲烷工艺的制备效率。
针对甲烷化反应的特点,对催化剂使用技术进行优化。
本文根据煤基合成气制甲烷工艺的技术细节展开讨论,提出几点优化制备流程的可行性建议。
%As social economic develops, the requirement for natural gas was more and more in industry and daily life. Improving production efficiency of coal gas could eased the problems of requirements is much higher than production efficiency. Coal gas is the main path of efficient cleaning and utilization. Methanation isthe key reaction for coal gas. Innovation of methane technique by coal based gas can raise preparation efficiency. The cat-alyst use was optimized according to the characters of methane reaction. Some advices were given for optimizing the preparation process.【期刊名称】《化学工程师》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】3页(P44-45,43)【关键词】制烷流程;催化剂;煤基合成;模拟研究【作者】宋孝勇【作者单位】盐城工学院,江苏盐城 224001【正文语种】中文【中图分类】TQ546.61.1 甲烷化工艺从煤基合成气制甲烷工艺的工艺流程来看,首先要对煤备料进行初期拣洗工作,将粗制煤炭中的杂质去除,然后在反应器中加入H2,使用加温设备将H2加热,等待产品混合气冷却之后,析出HCl,NH3和脱酸性气体H2S等,使用低温分离的方法将重质芳烃和轻质芳烃析出。
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。
浅析焦炉煤气制天然气之甲烷化技术现状发布时间:2021-12-03T06:37:50.132Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷19期作者:郭德杰郭正孙哲[导读] 近些年来,随着我国科学技术的快速发展,郭德杰郭正孙哲内蒙古恒坤化工有限公司内蒙古鄂尔多斯 060200摘要:近些年来,随着我国科学技术的快速发展,天然气的生产方法也变得更加丰富,其中焦炉煤气制天然气是一种比较常见的方法,需要对甲烷化技术进行有效运用,以此来进一步保证天然气的生产质量。
本文针对焦炉煤气制天然气的甲烷化技术应用进行分析,介绍了甲烷化技术的作用,探讨了甲烷化技术应用现状,并提出具体的改进对策,希望能够为相关工作人员起到一些参考和借鉴。
关键词:焦炉煤气;天然气;甲烷化技术;现状根据相关统计可以知道,目前在我国工厂当中所使用的甲醇,多数都是采用焦炉煤气生产的方式,而为了能够有效利用甲醇,通常会将甲醇生产后的多余材料用来进行天然气的制作,这也诞生了焦炉煤气制天然气的方法。
随着我国科学技术水平不断提升,焦炉煤气制天然气技术也得到了快速发展,对比以往的相关生产技术得到了明显提升,这也进一步促进了社会的快速发展。
而在焦炉煤气制天然气的过程当中,甲烷化技术具有重要应用,通过对该项技术进行有效优化,可以进一步提升天然气制作质量。
一、甲烷化技术作用在焦炉煤气制天然气的过程当中,甲烷化技术的应用并非必要条件,而通过运用该项技术,可以进一步优化焦炉煤气对天然气的制作过程。
通过相关统计可以发现,在天然气制作中运用甲烷化技术可以有效提高天然气产量。
与此同时,甲烷化技术的有效应用,还可以有效降低天然气制作过程中产生的一氧化碳和二氧化碳含量,使传统天然气制作工艺当中的脱碳步骤得到简化,从而方便后续天然气制作环节当中的气体分离和液化等工序,使焦炉煤气制天然气的整体制作程序得到了有效优化。
对比焦炉煤气制天然气,煤制天然气对甲烷化具有更为严格的要求。
在合成气体中,其一氧化碳含量约为20%,而且煤制天然气具有更大的反应规模。
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。
合成甲烷化反应分析与优化马明海发布时间:2021-08-17T06:53:35.740Z 来源:《中国科技人才》2021年第13期作者:马明海[导读] 结合物理构成的角度来看天然气属于一种混合性的气体,其中的主要成分便是甲烷气体,基于这种情况甲烷化合成技术也就理所当然的成为了煤制合成天然气工艺之中极为重要的组成部分。
伊犁新天煤化工有限责任公司新疆伊宁 835000摘要:近些年城市化发展和环保政策相继实施之后使天然气这种优质、高效以及清洁的能源的消费量出现了大幅度的增加,然而在实际角度上我国的三大能源形式却呈现出“煤多、油少、气不足”的问题,这种情况之下对于自然界中天然气的开采便无法迎合市场之中的实际需求,利用煤来对天然气进行合成也就成为了一个极为重要的获取途径。
结合物理构成的角度来看天然气属于一种混合性的气体,其中的主要成分便是甲烷气体,基于这种情况甲烷化合成技术也就理所当然的成为了煤制合成天然气工艺之中极为重要的组成部分。
关键词:甲烷化;催化剂;优化工艺引言进入21世纪,随着石油资源的日渐减少,石油价格直线攀升,同时,世界各国对环境问题越来越重视,节能减排力度越来越大,因此,寻找可持续再生的清洁能源势在必行。
然而在我国,由于特殊的“富煤、少油、贫气”能源结构的限制,可以将煤炭转化为洁净燃料—天然气的清洁煤化工技术的优势日益突出。
同时,中国的生物质能资源丰富,其中主要成分是秸秆,但其利用率极低,一般采取的直接焚烧等处理手段又会导致严重的空气污染和资源浪费,而且秸秆中含有大量的纤维素、半纤维素等不易被直接分解利用的成分,不适用于直接用于厌氧消化制沼气,而目前主要采用秸秆气化技术实现其生物质转化利用。
1概述某公司年产30万吨合成氨,装置采用的是布朗工艺,以天然气为原料,有如下工序:原料气压缩和脱硫、一段转化、工艺空气压缩和燃气透平、二段转化、变换(高变和低变)、二氧化碳脱除、甲烷化、分子筛干燥、深冷净化、合成气压缩、氨合成和冷冻等。
煤制合成天然气工艺中甲烷化合成技术王江发布时间:2021-10-11T03:33:33.834Z 来源:《福光技术》2021年15期作者:王江[导读] 因为天然气是以甲烷为主的混合气体,所以将其重点放在如何利用煤来完成甲烷气体的合成。
盛虹炼化(连云港)有限公司江苏省连云港市 222000摘要:天然气以其无污染和效率高的特点受广大居民的青睐,随着国家对环境保护的愈加重视,很多城市都加大了对天然气设备的安装,同时也进一步提升了天然气的用量,天然气已经成为了我国大部分城市居民生活的不可获取的能源。
但是,从长远角度考虑,从自然环境中获取的天然气渐渐无法满足人民的需要,需要采用其他方法合成天然气。
天然气的主要成分是甲烷,利用煤制合成天然气的重点在于如何合成甲烷。
因此,本文针对甲烷合成技术展开了分析,从而为城市能源的利用提供借鉴。
关键词:煤制合成天然气;甲烷化合成技术;煤化产业;人工制气随着国家对环境保护工作的进一步落实,越来越多的地区将天然气作为了常用能源,同时这也让天然气的消耗更多,在未来可能达到供不应求的程度。
然而在实际角度上我国的三大能源形式却呈现出“煤多、油少、气不足”的问题,在这一大环境下,天然气的消费量激增的前提下也会对天然气的开采有了更多的要求。
然而,自然界中的天然气储量虽然丰富但是无法承担起持续的大规模的耗用,所以要采取手段进行人工合成天然气,从而获得满足人民使用的天然气能源。
现如今,常规使用的方法为煤制天然气。
因为天然气是以甲烷为主的混合气体,所以将其重点放在如何利用煤来完成甲烷气体的合成。
1甲烷化合成技术原理分析煤制天然气工艺路线较为简单,工艺流程见图1。
图1 煤制天然气工艺流程一氧化碳和氢反应: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煤制气在完成合成和加工之后,会生成H2;CO;CO2这三类气体,随后在甲烷化反应合成之后可以得到含有较多甲烷的SNG。