焦爐煤氣制天然氣項目工藝路線比較

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1、焦爐煤氣制天然氣項目 工藝路線比較 2 一、焦爐煤氣成分典型的焦爐煤氣組成如下：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 焦爐煤氣中含有一定量的雜質，需要對其進行凈化以滿足工藝過程的要求。 3 二、焦爐煤氣利用方法1.用作民用、工業(yè)的氣體燃料；2.發(fā)電（蒸汽發(fā)電、燃氣輪機發(fā)電和內燃機發(fā)電）；3.變壓吸附制氫（利用PSA技術從焦爐煤氣分離氫氣應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.作為化工生產合成氣開發(fā)與利用（合成氨

2、、甲醇、二甲醚等）；7.焦爐煤氣制天然氣。 4 三、節(jié)能效果分析 以焦爐煤氣發(fā)電、焦爐煤氣制甲醇和焦爐煤氣制LNG進行能耗對比，得出如下結論： 焦爐煤氣發(fā)電項目分為：蒸汽輪機發(fā)電、燃氣輪機發(fā)電、燃氣內燃機發(fā)電三種，蒸汽輪機和燃氣輪機發(fā)電機組效率僅20%，即能量利用率20%；燃氣內燃機發(fā)電效率3040%，即能量利用率3040%。焦爐煤氣制甲醇項目綜合能耗為42GJ/t，而甲醇熱值為22.67GJ/t，其能量利用率為54%。焦爐煤氣制LNG項目綜合能耗為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，焦爐煤氣制LNG是焦爐煤氣高效

3、利用的合理方案。 5 四、焦爐煤氣直接制天然氣之變壓吸附法 6 四、焦爐煤氣直接制天然氣之深冷法 7 五、焦爐煤氣甲烷化制LNG 8 焦爐氣壓 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脫硫一級加氫二級加氫預加氫中溫脫硫精脫硫合成反應器 中壓蒸汽脫鹽水換熱器廢熱鍋爐LNG 預冷凈化深冷分離尾氣 六、焦爐煤氣甲烷化制LNG工藝流程框圖 9 （1）壓縮工段：管道輸送來的焦爐煤氣經氣柜儲存緩沖，經螺桿壓縮機加壓至0.41MPaG送入脫油脫萘塔、粗脫硫塔對焦爐氣進行初步凈化，而后經往復壓縮機加壓至2.8 MPaG送入脫硫工段對焦爐氣進行精脫硫； （2

4、）脫硫工段：精脫硫采用干法脫硫與加氫轉化工藝脫除焦爐氣中的有機硫和無機硫，出口焦爐氣總硫含量控制到0.1ppm以下送至合成工段； （3）合成工段：甲烷合成使焦爐氣中的CO、CO2與H2反應生成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儲罐儲存外待售。 七、焦爐煤氣甲烷化制LNG工藝主要工段 10 八、焦爐煤氣甲烷化制LNG主要建設內容 1、壓縮工段，主要設備有：氣柜、螺桿壓縮機、往復式壓縮機、脫油脫萘塔、粗脫硫

5、塔等； 2、脫硫工段，主要設備有：加熱爐、預加氫轉化器、一級加氫轉化器、中溫脫硫槽、二級加氫轉化器、氧化鋅脫硫槽等； 3、甲烷合成工段，主要設備有：循環(huán)壓縮機、開工電加熱器、絕熱 式反應器、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，主要設備有：冷箱、制冷劑壓縮機、汽化器、干燥器、脫水塔、制冷劑緩沖罐、制冷劑分液罐、分水罐、乙烯儲罐、丙烷儲罐、異戊烷儲罐、板式換熱器等； 5、LNG儲罐及灌裝，主要設備有:LNG儲罐、LNG泵、裝車充裝臺等； 11 八、焦爐煤氣甲烷化制LNG主要建設內容 6、變配電站 7、循環(huán)水系統(tǒng) 8、動力站（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、門衛(wèi) 12 九 、 焦 爐 煤 氣 甲 烷 化 制 LNG消 耗 定 額序號名稱及規(guī)格單位消耗定額(每kNm3產品氣)主要原輔材料1焦爐氣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 程序號名稱及規(guī)格單位消耗定額(每kNm3產品氣)公用工程1 3.82MPa過熱蒸汽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焦爐氣制LNG工廠技術經濟指標表序號指 標 名 稱單位數量備 注1設計規(guī)模1.1 LNG（CH4含量99.0mol）104Nm3/a 9487.22年操作時數h 80003原材料及輔助材料消耗3.1焦爐氣10 4Nm3/a 24,0003.2催化

8、劑（專用）t/a 1251.044動力消耗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 應 ： 150萬 噸 /年 焦 化 ， 30000m3/h焦 爐 氣 15 序號指 標 名 稱單位數量備 注8生產裝置設備臺869能源消耗指標MJ/ Nm3 56.1510總定員人9011總投資萬元37016.18其中：建設投資萬元35255.86流動資金萬元901.1412年均營業(yè)收入萬元/年

9、23172.28售價 2.44元/m3LNG13年均總成本費用萬元/年17768.02成本1.87元/m3LNG14稅后投資回收期年6.6415項目投資稅前內部收益率20.4516項目投資稅后內部收益率15.8417項目投資稅前財務凈現值萬元18330.9518總投資收益率15.9419項目資本金凈利潤率36.0220盈虧平衡點48.47 十一、年處理2.4億m3焦爐氣制LNG工廠技術經濟指標表 16 十 二 、 焦 爐 煤 氣 甲 烷 化 制 天 然 氣 核 心 技 術 之 國 外 1、英國Davy技術：內蒙新汶恒坤15000m3/h焦爐煤氣制LNG項目 2、丹麥Topsoe技術：烏海華油8

10、0000m3/h焦爐煤氣制LNG項目 17 十 三 、 焦 爐 煤 氣 甲 烷 化 制 天 然 氣 核 心 技 術 之 國 內 1、武漢科林精細化工技術：烏海華清6000m3/h焦爐煤氣制LNG項目 2、上海華西化工科技技術：云南曲靖麒麟氣體能源8500m3/h焦爐煤氣制LNG項目 3、西南化工研究設計院技術：山西沁縣華安30000m3/h焦爐煤氣制LNG項目 4、大連凱特利催化劑工程技術有限公司 5、太原理工煤轉化技術工程有限公司 6、杭州林達化工技術工程有限公司 7、新奧科技發(fā)展有限公司 18 十四、焦爐煤氣甲烷化制天然氣聯(lián)產氫氣 焦爐煤氣經凈化處理滿足甲烷化條件后進入甲烷化反應器，甲烷化

11、反應后氣體經深冷液化制LNG，或利用PSA提氫后甲烷氣經壓縮到25MPa，送入CNG管網。 19 十五、焦爐煤氣甲烷化制天然氣聯(lián)產合成氨 焦爐煤氣經凈化處理滿足甲烷化條件后進入甲烷化反應器，甲烷化反應后氣體經深冷液化制LNG，或利用膜分離提純甲烷氣經壓縮到25MPa，送入CNG管網。 自膜分離后的含N2、H2、CO混合氣通過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、焦爐煤氣制天然氣工藝路線比較項 目 直 接 提 純 天 然 氣 提 純 天 然 氣 和 H2 甲 烷 化 生 產 天 然 氣 備 注原 料 氣 量 Nm3/

12、h 25000 25000 25000 100萬 噸 焦 化 為 例天 然 氣 產 量 Nm 3/h 6000 6000 8100H2產 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 原 料 成 本氫 氣 加 工 成 本 元 /Nm3 0.165 不 計 原 料

13、成 本投 資 （ 萬 元 RMB） 約 8500 約 13000 約 12000 21 十六、焦爐煤氣制天然氣工藝路線比較項 目直接提純天然氣提純天然氣和H2甲烷化生產天然氣備注焦爐煤氣成本（元/m3）0.55 0.55 0.55焦爐煤氣總成本（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天然氣市場價格（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、萬元/年）3880.00 3880.00 8440.00 氫氣市場價格（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（萬元/年）15696天然氣氫氣聯(lián)產毛利（萬元/年）19576投資回收期（年）3 1 2 22 十七、焦爐煤氣制LNG工藝路線比較項 目 無甲烷化產LNG 甲烷化產LNG 備注 焦爐煤氣量 Nm3/h 25000 25000 100萬噸焦化為例 高爐煤氣量 Nm3/h LNG產量 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 不計原料成本 投資 （萬元RMB） 約20000 約26000 焦爐煤氣成本 （元/m3）0.55 0.55 焦爐煤氣總成本 （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 天然氣市場價格 （元/m 3）3.50 3.50 天然氣毛利 （元/m3）0.51 1.49 天然氣毛利 （萬元/年）2468.80 10840.00 投資回收期（年）9 3 23 十八、焦爐煤氣制天然氣不同工藝路線投

16、資、回報、回收期比較表項 目 無甲烷化產LNG 甲烷化產LNG 直接提純天然氣提純天然氣和H2甲烷化生產天然氣投資（萬元RMB） 約20000 約26000 約8500約13000約12000項目毛利（萬元/年）2468.80 10840.00 3880.00 19576.00 8440.00 投資回收期（年）9 3 3 1 2 性價比排序5 4 3 1 2對 應 ： 100萬 噸 /年 焦 化 ， 25000m 3/h焦 爐 氣 24 十九、焦爐煤氣制天然氣風險分析之原料氣價格 25 十九、焦爐煤氣制天然氣風險分析之產品關聯(lián)度 26 十九、焦爐煤氣制天然氣風險分析之管網建設 27謝 謝 ！