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1、焦?fàn)t煤氣制天然氣項(xiàng)目 工藝路線(xiàn)比較 2 一、焦?fàn)t煤氣成分典型的焦?fàn)t煤氣組成如下:組成CH4 H2 CO CO2 N2 O2 C2H6 C2H4 V% 26.3 57.1 7.7 2.7 3.2 0.5 0.75 1.75 100 焦?fàn)t煤氣中含有一定量的雜質(zhì),需要對(duì)其進(jìn)行凈化以滿(mǎn)足工藝過(guò)程的要求。 3 二、焦?fàn)t煤氣利用方法1.用作民用、工業(yè)的氣體燃料;2.發(fā)電(蒸汽發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電);3.變壓吸附制氫(利用PSA技術(shù)從焦?fàn)t煤氣分離氫氣應(yīng)用于石油加氫和煤焦油加氫工藝);4.直接還原鐵(以HYL-ZR自重整希爾工藝為代表);5.用于高爐煉鐵噴吹;6.作為化工生產(chǎn)合成氣開(kāi)發(fā)與利用(合成氨
2、、甲醇、二甲醚等);7.焦?fàn)t煤氣制天然氣。 4 三、節(jié)能效果分析 以焦?fàn)t煤氣發(fā)電、焦?fàn)t煤氣制甲醇和焦?fàn)t煤氣制LNG進(jìn)行能耗對(duì)比,得出如下結(jié)論: 焦?fàn)t煤氣發(fā)電項(xiàng)目分為:蒸汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電三種,蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組效率僅20%,即能量利用率20%;燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電效率3040%,即能量利用率3040%。焦?fàn)t煤氣制甲醇項(xiàng)目綜合能耗為42GJ/t,而甲醇熱值為22.67GJ/t,其能量利用率為54%。焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目綜合能耗為56.15MJ/Nm 3LNG,而LNG熱值為35.45MJ/Nm3LNG,其能量利用率為63.13%。 綜合比較,焦?fàn)t煤氣制LNG是焦?fàn)t煤氣高效
3、利用的合理方案。 5 四、焦?fàn)t煤氣直接制天然氣之變壓吸附法 6 四、焦?fàn)t煤氣直接制天然氣之深冷法 7 五、焦?fàn)t煤氣甲烷化制LNG 8 焦?fàn)t氣壓 縮 工 段脫 硫 工 段 液 化 工 段合 成 工 段 原料氣壓縮合成氣壓縮脫焦油脫萘粗脫硫預(yù)脫硫一級(jí)加氫二級(jí)加氫預(yù)加氫中溫脫硫精脫硫合成反應(yīng)器 中壓蒸汽脫鹽水換熱器廢熱鍋爐LNG 預(yù)冷凈化深冷分離尾氣 六、焦?fàn)t煤氣甲烷化制LNG工藝流程框圖 9 (1)壓縮工段:管道輸送來(lái)的焦?fàn)t煤氣經(jīng)氣柜儲(chǔ)存緩沖,經(jīng)螺桿壓縮機(jī)加壓至0.41MPaG送入脫油脫萘塔、粗脫硫塔對(duì)焦?fàn)t氣進(jìn)行初步凈化,而后經(jīng)往復(fù)壓縮機(jī)加壓至2.8 MPaG送入脫硫工段對(duì)焦?fàn)t氣進(jìn)行精脫硫; (2
4、)脫硫工段:精脫硫采用干法脫硫與加氫轉(zhuǎn)化工藝脫除焦?fàn)t氣中的有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫,出口焦?fàn)t氣總硫含量控制到0.1ppm以下送至合成工段; (3)合成工段:甲烷合成使焦?fàn)t氣中的CO、CO2與H2反應(yīng)生成SNG,出口合成氣總CO2含量控制在30ppm以下直接送往液化工段; (4)液化工段:采用混合制冷劑制冷液化SNG;采用低溫精餾工藝以確保在分離不凝氣體時(shí)減少甲烷的帶出量,提高LNG的收率。LNG中甲烷含量大于98%,送至LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存外待售。 七、焦?fàn)t煤氣甲烷化制LNG工藝主要工段 10 八、焦?fàn)t煤氣甲烷化制LNG主要建設(shè)內(nèi)容 1、壓縮工段,主要設(shè)備有:氣柜、螺桿壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、脫油脫萘塔、粗脫硫
5、塔等; 2、脫硫工段,主要設(shè)備有:加熱爐、預(yù)加氫轉(zhuǎn)化器、一級(jí)加氫轉(zhuǎn)化器、中溫脫硫槽、二級(jí)加氫轉(zhuǎn)化器、氧化鋅脫硫槽等; 3、甲烷合成工段,主要設(shè)備有:循環(huán)壓縮機(jī)、開(kāi)工電加熱器、絕熱 式反應(yīng)器、精脫硫塔、增濕塔、廢熱鍋爐、中壓氣包、固定管板換熱器等; 4、液化工段,主要設(shè)備有:冷箱、制冷劑壓縮機(jī)、汽化器、干燥器、脫水塔、制冷劑緩沖罐、制冷劑分液罐、分水罐、乙烯儲(chǔ)罐、丙烷儲(chǔ)罐、異戊烷儲(chǔ)罐、板式換熱器等; 5、LNG儲(chǔ)罐及灌裝,主要設(shè)備有:LNG儲(chǔ)罐、LNG泵、裝車(chē)充裝臺(tái)等; 11 八、焦?fàn)t煤氣甲烷化制LNG主要建設(shè)內(nèi)容 6、變配電站 7、循環(huán)水系統(tǒng) 8、動(dòng)力站(包括制氮、儀表空氣、冷水) 9、供熱站
6、(包括脫鹽水、鍋爐) 11、消防系統(tǒng)(包括消防水、泡沫站) 12、中央分析化驗(yàn)室 13、監(jiān)控中心 14、火炬 16、綜合樓(包括倒班宿舍) 17、地磅 18、門(mén)衛(wèi) 12 九 、 焦 爐 煤 氣 甲 烷 化 制 LNG消 耗 定 額序號(hào)名稱(chēng)及規(guī)格單位消耗定額(每kNm3產(chǎn)品氣)主要原輔材料1焦?fàn)t氣Nm3 26642活性炭吸油劑kg 3.853活性炭脫硫劑kg 4.264鐵錳脫硫劑kg 3.365氧化鋅脫硫劑kg 0.496 JT-8型加氫劑kg 0.437 JT-1型加氫催化劑kg 0.08 8高溫甲烷化催化劑kg 0.099中溫甲烷化催化劑kg 0.0410分子篩kg 0.0411乙烯丙烷異戊
7、烷制冷劑kg 3.48 13 十 、 焦 爐 煤 氣 甲 烷 化 制 天 然 氣 公 用 工 程序號(hào)名稱(chēng)及規(guī)格單位消耗定額(每kNm3產(chǎn)品氣)公用工程1 3.82MPa過(guò)熱蒸汽t 1.684.3MPa飽和蒸汽t -1.152電 380V kWh 82.5電 10kV kWh 5313冷卻循環(huán)水 (t=10 ) t 390 14 十一、年處理2.4億m3焦?fàn)t氣制LNG工廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表序號(hào)指 標(biāo) 名 稱(chēng)單位數(shù)量備 注1設(shè)計(jì)規(guī)模1.1 LNG(CH4含量99.0mol)104Nm3/a 9487.22年操作時(shí)數(shù)h 80003原材料及輔助材料消耗3.1焦?fàn)t氣10 4Nm3/a 24,0003.2催化
8、劑(專(zhuān)用)t/a 1251.044動(dòng)力消耗4.1一次水m3/h 133最大量4.2電104kWh/a 5742.495 “三廢”排放量5.1廢水t/h 39.385.2廢氣m 3/h 512775.3廢渣t/a 1182.1廢催化劑6工廠用地面積m2 79614.27工廠建筑面積m2 11298.8對(duì) 應(yīng) : 150萬(wàn) 噸 /年 焦 化 , 30000m3/h焦 爐 氣 15 序號(hào)指 標(biāo) 名 稱(chēng)單位數(shù)量備 注8生產(chǎn)裝置設(shè)備臺(tái)869能源消耗指標(biāo)MJ/ Nm3 56.1510總定員人9011總投資萬(wàn)元37016.18其中:建設(shè)投資萬(wàn)元35255.86流動(dòng)資金萬(wàn)元901.1412年均營(yíng)業(yè)收入萬(wàn)元/年
9、23172.28售價(jià) 2.44元/m3LNG13年均總成本費(fèi)用萬(wàn)元/年17768.02成本1.87元/m3LNG14稅后投資回收期年6.6415項(xiàng)目投資稅前內(nèi)部收益率20.4516項(xiàng)目投資稅后內(nèi)部收益率15.8417項(xiàng)目投資稅前財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值萬(wàn)元18330.9518總投資收益率15.9419項(xiàng)目資本金凈利潤(rùn)率36.0220盈虧平衡點(diǎn)48.47 十一、年處理2.4億m3焦?fàn)t氣制LNG工廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 16 十 二 、 焦 爐 煤 氣 甲 烷 化 制 天 然 氣 核 心 技 術(shù) 之 國(guó) 外 1、英國(guó)Davy技術(shù):內(nèi)蒙新汶恒坤15000m3/h焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目 2、丹麥Topsoe技術(shù):烏海華油8
10、0000m3/h焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目 17 十 三 、 焦 爐 煤 氣 甲 烷 化 制 天 然 氣 核 心 技 術(shù) 之 國(guó) 內(nèi) 1、武漢科林精細(xì)化工技術(shù):烏海華清6000m3/h焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目 2、上海華西化工科技技術(shù):云南曲靖麒麟氣體能源8500m3/h焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目 3、西南化工研究設(shè)計(jì)院技術(shù):山西沁縣華安30000m3/h焦?fàn)t煤氣制LNG項(xiàng)目 4、大連凱特利催化劑工程技術(shù)有限公司 5、太原理工煤轉(zhuǎn)化技術(shù)工程有限公司 6、杭州林達(dá)化工技術(shù)工程有限公司 7、新奧科技發(fā)展有限公司 18 十四、焦?fàn)t煤氣甲烷化制天然氣聯(lián)產(chǎn)氫氣 焦?fàn)t煤氣經(jīng)凈化處理滿(mǎn)足甲烷化條件后進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器,甲烷化
11、反應(yīng)后氣體經(jīng)深冷液化制LNG,或利用PSA提氫后甲烷氣經(jīng)壓縮到25MPa,送入CNG管網(wǎng)。 19 十五、焦?fàn)t煤氣甲烷化制天然氣聯(lián)產(chǎn)合成氨 焦?fàn)t煤氣經(jīng)凈化處理滿(mǎn)足甲烷化條件后進(jìn)入甲烷化反應(yīng)器,甲烷化反應(yīng)后氣體經(jīng)深冷液化制LNG,或利用膜分離提純甲烷氣經(jīng)壓縮到25MPa,送入CNG管網(wǎng)。 自膜分離后的含N2、H2、CO混合氣通過(guò)CO變換、洗脫CO2等工藝凈化原料氣,在450-550、20-60MPa下,將精制的氮、氫混合氣合成氨。 20 十六、焦?fàn)t煤氣制天然氣工藝路線(xiàn)比較項(xiàng) 目 直 接 提 純 天 然 氣 提 純 天 然 氣 和 H2 甲 烷 化 生 產(chǎn) 天 然 氣 備 注原 料 氣 量 Nm3/
12、h 25000 25000 25000 100萬(wàn) 噸 焦 化 為 例天 然 氣 產(chǎn) 量 Nm 3/h 6000 6000 8100H2產(chǎn) 量 Nm3/h 12000 燃 料 尾 氣 Nm3/h 19000 7000 11500 返 回 作 燃 料消 耗電 耗 kW 3000 6200 7000 壓 縮 前循 環(huán) 水 消 耗 t/h 300 600 700 蒸 汽 消 耗 t/h 1 1 外 送 11脫 鹽 水 消 耗 t/h 12天 然 氣 加 工 成 本 元 /Nm3 約 0.4 約 0.4 約 0.5 不 計(jì) 原 料 成 本氫 氣 加 工 成 本 元 /Nm3 0.165 不 計(jì) 原 料
13、成 本投 資 ( 萬(wàn) 元 RMB) 約 8500 約 13000 約 12000 21 十六、焦?fàn)t煤氣制天然氣工藝路線(xiàn)比較項(xiàng) 目直接提純天然氣提純天然氣和H2甲烷化生產(chǎn)天然氣備注焦?fàn)t煤氣成本(元/m3)0.55 0.55 0.55焦?fàn)t煤氣總成本(元/h)13750 13750 13750天然氣原料成本(元/m 3)2.29 2.29 1.70 天然氣制造成本(元/m3)2.69 2.69 2.20 天然氣制造成本(元/h)16140.00 16140.00 17820.00天然氣市場(chǎng)價(jià)格(元/m3)3.50 3.50 3.50 天然氣毛利(元/m 3)0.81 0.81 1.30 天然氣毛利(
14、萬(wàn)元/年)3880.00 3880.00 8440.00 氫氣市場(chǎng)價(jià)格(元/m3)1.8氫氣收入(元/h)21600氫氣加工成本(元/h)1980氫氣增收(元/h)19620 氫氣增收(萬(wàn)元/年)15696天然氣氫氣聯(lián)產(chǎn)毛利(萬(wàn)元/年)19576投資回收期(年)3 1 2 22 十七、焦?fàn)t煤氣制LNG工藝路線(xiàn)比較項(xiàng) 目 無(wú)甲烷化產(chǎn)LNG 甲烷化產(chǎn)LNG 備注 焦?fàn)t煤氣量 Nm3/h 25000 25000 100萬(wàn)噸焦化為例 高爐煤氣量 Nm3/h LNG產(chǎn)量 Nm 3/h 6100 9100 燃料尾氣 Nm3/h 18900 7700 消耗 電耗 kW 6500 7900 循環(huán)水消耗 t/h
15、 700 1400 蒸汽消耗 t/h 2外送9 脫鹽水消耗 t/h 13 天然氣加工成本 元/Nm 3 約0.74 約0.5 不計(jì)原料成本 投資 (萬(wàn)元RMB) 約20000 約26000 焦?fàn)t煤氣成本 (元/m3)0.55 0.55 焦?fàn)t煤氣總成本 (元/h)13750 13750 天然氣原料成本 (元/m3)2.25 1.51 天然氣制造成本 (元/m3)2.99 2.01 天然氣市場(chǎng)價(jià)格 (元/m 3)3.50 3.50 天然氣毛利 (元/m3)0.51 1.49 天然氣毛利 (萬(wàn)元/年)2468.80 10840.00 投資回收期(年)9 3 23 十八、焦?fàn)t煤氣制天然氣不同工藝路線(xiàn)投
16、資、回報(bào)、回收期比較表項(xiàng) 目 無(wú)甲烷化產(chǎn)LNG 甲烷化產(chǎn)LNG 直接提純天然氣提純天然氣和H2甲烷化生產(chǎn)天然氣投資(萬(wàn)元RMB) 約20000 約26000 約8500約13000約12000項(xiàng)目毛利(萬(wàn)元/年)2468.80 10840.00 3880.00 19576.00 8440.00 投資回收期(年)9 3 3 1 2 性?xún)r(jià)比排序5 4 3 1 2對(duì) 應(yīng) : 100萬(wàn) 噸 /年 焦 化 , 25000m 3/h焦 爐 氣 24 十九、焦?fàn)t煤氣制天然氣風(fēng)險(xiǎn)分析之原料氣價(jià)格 25 十九、焦?fàn)t煤氣制天然氣風(fēng)險(xiǎn)分析之產(chǎn)品關(guān)聯(lián)度 26 十九、焦?fàn)t煤氣制天然氣風(fēng)險(xiǎn)分析之管網(wǎng)建設(shè) 27謝 謝 !