導(dǎo)語：如何才能寫好一篇天燃氣催化劑技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：焦爐煤氣；煤制天燃氣；清潔能源；節(jié)能減排；硫化物 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD94 文章編號：1009-2374（2016）02-0147-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.02.072

改革開放以來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，能源的消費量也不斷增加，目前中國已成為僅次于美國的世界第二大能源生產(chǎn)與消費國、世界第一大煤炭生產(chǎn)與消費國、世界第三大石油消費國。在快速發(fā)展的過程中，在能源加工和利用過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染問題困擾著我國的經(jīng)濟發(fā)展，每年因環(huán)境污染造成的損失超過1100億元。

隨著我國汽車保有量的高速增長，汽車尾氣排放已成為我國城市大氣污染的主要污染源之一。非采暖期城區(qū)機動車輛排放的CO、HC和NOx已分別占單項總排污的60%、86.8%和54.7%。在目前使用的各種汽車代用燃料中，天燃氣作為最清潔的民用燃料及車用替代能源，由于其自身對大氣環(huán)境污染小等特點，成為最理想的清潔燃料。以“能源的可持續(xù)發(fā)展支持經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展”的戰(zhàn)略，在目前能源供應(yīng)和節(jié)能減排環(huán)保要求的形勢下，發(fā)展清潔能源已勢在必行。

工藝介紹：煤制天燃氣（SNG）共分為五個主要工藝過程：預(yù)凈化工序、壓縮工序、脫苯工序、變換脫硫工序、變壓吸附工序。

1 煤氣預(yù)處理

焦爐煤氣凈化在國內(nèi)是十分成熟的工藝技術(shù)，但由于焦爐煤氣來源不同，氣相組成及雜質(zhì)含量不盡相同。對焦爐煤氣中雜質(zhì)組分（除硫化物外）的凈化手段也多種多樣。焦爐煤氣的預(yù)凈化主要是脫除焦爐煤氣中的粉塵、焦油、萘。由于焦爐的粗煤氣出口壓力不高，需通過復(fù)式壓縮機組對焦爐煤氣進行加壓脫萘在采用較低溫度下油洗的辦法，油洗處理后的焦爐煤氣中因仍然含有萘、焦油及粉塵等。所以粗脫焦油脫萘需要采用兩臺吸附器切換使用。

2 焦爐煤氣壓縮

焦爐煤氣壓縮機是SNG項目中十分重要的動力設(shè)備，由于焦爐煤氣中含有焦油、塵埃等，對壓縮機的葉輪是致命的傷害，為保證壓縮機的連續(xù)正常運轉(zhuǎn)，最好選擇往復(fù)式壓縮機。盡管焦爐煤氣含有焦油及塵埃等雜質(zhì)，經(jīng)過粗脫萘和焦油，通過蒸汽的定期吹掃，能夠保證壓縮機在一定周期連續(xù)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。主機冷卻形式采用噴軟化水或柴油，防止雜質(zhì)對缸體產(chǎn)生影響，雜質(zhì)則隨軟水一起排出。

3 脫苯工序

經(jīng)過粗脫萘的焦爐煤氣，經(jīng)過氣柜緩沖后壓力約4kPa，溫度40℃，其中12000Nm3/h焦爐煤氣進入焦爐煤氣鼓風(fēng)機加壓至35kPa?G后進入TSA系統(tǒng)脫苯，脫苯后的10000Nm3/h焦爐煤氣送出界區(qū)去發(fā)電裝置，2000Nm3/h、15kPa的脫苯再生氣送界外焦化裝置洗苯系統(tǒng)。

變溫吸附裝置再生所需的熱介質(zhì)通過電加熱器升溫、冷吹氣冷卻器冷卻，形成吸附（A）、降壓（D）、加熱（H）、冷吹（C）、升壓（R）的再生循環(huán)。再生氣來自脫苯氣，脫苯氣首先進入處于冷吹步序的凈化器，再通過換熱器升溫至160℃，進入處于加熱再生步序的凈化器，最終的再生廢氣經(jīng)冷卻器、氣液分離器后去焦化裝置洗苯系統(tǒng)，約4小時再生一次。

4 變換脫硫工序

焦爐煤氣中CO含量約為8.4%（干基），H2含量約為56.18%，為獲得盡量多的氫氣，須對焦爐煤氣進行全氣量變換反應(yīng)，增加H2含量。變換反應(yīng)方程式如下：

CO+H2OCO2+H2+Q

在催化劑作用下，原料氣中的CO與H2O反應(yīng)生成相應(yīng)量的CO2和H2，并放出大量反應(yīng)熱。

因焦爐煤氣具有硫含量較高的特點，適合采用耐硫變換工藝。鈷鉬系催化劑具有有機硫加氫轉(zhuǎn)化功能，可以有效降低有機硫含量。鈷鉬系催化劑活性高，特別是低溫活性要比鐵鉻系高得多，使用鈷鉬系催化劑可以降低催化劑裝量，減小反應(yīng)器體積。

耐硫變換工藝裝置主要有中變工藝、中串低工藝、全低變工藝和中低低工藝等。因全低變工藝具有溫度低、蒸汽消耗少、易于操作、操作成本低等優(yōu)點，故變換采用全低變工藝。

在PSA提氫裝置中變換氣壓力具有較寬的活性溫區(qū)。其活性溫區(qū)一般在170℃～480℃之間，這是能夠應(yīng)用于全低變工藝的基本保證，其具有良好的耐低硫、抗高硫及抗毒性能。原料氣體H2S濃度在50～500mg/Nm3均可長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。硫化后強度亦可提高30%～50%。采用全低變工藝，一段催化劑可使用3年或更長。

焦爐煤氣中的有機硫經(jīng)過耐硫變換后大部分轉(zhuǎn)化為無機硫，PSA系統(tǒng)要求脫硫后氣體中總硫≤5mg/Nm3，由于變換氣中硫含量不高（

在凈化系統(tǒng)中包括吸附器、相應(yīng)數(shù)量的閥門、加熱器、冷卻器等設(shè)備。吸附器均采用復(fù)合床，在一臺吸附器內(nèi)分別裝填至少兩種不同的吸附劑，每臺吸附器分別經(jīng)歷吸附、降壓、加熱（吹掃）、冷卻（吹掃）、升壓等過程，實現(xiàn)焦爐煤氣脫苯。吸附劑采用脫苯氣再生，再生廢氣送焦化系統(tǒng)洗苯裝置回收苯后，焦爐煤氣送本裝置循環(huán)利用，不產(chǎn)生再生廢液。

5 變壓吸附（PSA）工序

變壓吸附工藝過程的工作原理是：利用吸附劑對氣體混合物中各組分的吸附能力隨著壓力變化而呈現(xiàn)差異的特性，對混合氣中的不同氣體組分進行選擇性吸附，實現(xiàn)不同氣體的分離。變壓吸附過程在加壓下進行吸附，減壓下進行解吸。由于吸附循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用，所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動范圍僅為幾攝氏度，可近似看作等溫過程。變壓吸附工作狀態(tài)是在一條等溫吸附線上變化。為了有效而經(jīng)濟地實現(xiàn)氣體吸附分離凈化，除了吸附劑要有良好的吸附性能外，吸附劑的再生方法也具有關(guān)鍵意義。因此，選擇合適的再生方法及吸附周期時間，對吸附分離法的工業(yè)化起著重要的作用。

常用的減壓解吸方法有下列三種，其目的都是為了降低吸附劑上被吸附組分的分壓，使吸附劑得到再生：（1）降壓：吸附床在一定壓力下吸附雜質(zhì)組分，然后通過降壓方式（通常降至接近大氣壓），使被吸附組分解吸出來。采用降壓方式，被吸附組分解吸不太充分，吸附劑再生不太完全。（2）抽真空：吸附床降到大氣壓后，為了進一步減小被吸附組分的分壓，可用抽空的方法來進一步降低吸附床壓力，以得到更好的再生效果。（3）沖洗：利用較純凈的產(chǎn)品氣或者其他適當?shù)臍怏w通過進行再生的吸附床，被吸附組分的分壓隨沖洗氣通過而下降。吸附劑的再生程度取決于沖洗氣用量和沖洗氣純度。

通常在變壓吸附過程中根據(jù)被分離的氣體混合物各組分性質(zhì)、產(chǎn)品要求、吸附劑的特性以及操作條件來選擇幾種上述的再生方法配合實施。

PSA工序由PSA-CO2/R、PSA-CH4、PSA-H2三套PSA系統(tǒng)組成：

5.1 PSA-CO2/R系統(tǒng)

脫硫后的變換氣與返回氣混合后在1.0MPa壓力下經(jīng)氣液分離器后，進入PSA-CO2/R系統(tǒng)。PSA-CO2/R系統(tǒng)是由8臺吸附器和一系列程序控制閥門構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)。在PSA-CO2/R系統(tǒng)中，任一時刻總是有吸附器處于吸附步驟的不同階段，由入口端通入原料，在出口端得到壓力0.95MPa的脫碳氣，每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷吸附（A）、均壓降（EiD）、順向放壓（PP）、沖洗（P）、均壓升（EiR）、最終升壓（FR）。順放氣與來自PSA-CH4系統(tǒng)置換廢氣混合后經(jīng)加壓返回PSA-CO2/R前與脫硫后的變換氣混合作為PSA系統(tǒng)的原料氣；被吸附的CO2通過來自PSA-H2的沖洗氣的沖洗得到解吸，解吸氣經(jīng)緩沖罐穩(wěn)壓后輸出界區(qū)。

5.2 PSA-CH4系統(tǒng)

從PSA-CO2/R系統(tǒng)過來的脫碳氣作為PSA-CH4的原料氣由入口端通入，PSA-CH4是由8臺吸附器和一系列程序控制閥門構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)。在PSA-CH4系統(tǒng)中，任一時刻總是有吸附器處于吸附步驟的不同階段，由入口端通入原料，出口端得到的吸附廢氣作為粗氫氣進入PSA-H2系統(tǒng)；每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷吸附（A）、均壓降（EiD）、置換（RP）、逆向放壓（D）、抽真空（V）、均壓升（EiR）、最終升壓（FR）。被吸附的CH4通過逆放、抽空得到解吸。逆放和抽空的氣體一部分經(jīng)置換氣壓縮機加壓后返回做置換氣，大部分作為SNG產(chǎn)品經(jīng)穩(wěn)壓后輸出界區(qū)。置換廢氣與來自PSA-CO2系統(tǒng)的順放氣混合后經(jīng)返回氣壓縮機加壓返回PSA工序入口與脫硫后的變換氣混合作為PSA工序的原料氣。

5.3 PSA-H2系統(tǒng)

從PSA-CH4過來的粗氫氣作為PSA-H2的原料氣由入口端通入，PSA-H2是由8臺吸附器和一系列程序控制閥門構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)。在PSA-H2系統(tǒng)中，任一時刻總是有吸附器處于吸附步驟的不同階段，由入口端通入原料，出口端得到的產(chǎn)品H2輸出界區(qū)；每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷吸附（A）、均壓降（EiD）、逆向放壓（D）、抽真空（V）、均壓升（EiR）、最終升壓（FR）。被吸附的雜質(zhì)通過逆放、抽空得到解吸，解吸氣返回PSA-CO2/R作為再生沖洗氣，最后經(jīng)PSA-CO2/R解吸氣緩沖罐穩(wěn)壓后輸出界區(qū)。

6 結(jié)語

該工藝技術(shù)成熟，先進可靠，產(chǎn)品質(zhì)量好、消耗定額低，“三廢”排放量少，符合國家的產(chǎn)業(yè)政策、環(huán)保政策、能源政策和建設(shè)單位的發(fā)展規(guī)劃。煤制天燃氣（SNG）有效解決了焦爐煤氣的出路問題，變廢為寶，符合《河北省節(jié)約能源條例》的宗旨，為河北省建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)以及實現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標做出貢獻。SNG項目的實施大力推進雙向減排，為改善用能結(jié)構(gòu)、促進節(jié)能減排起到示范作用。

參考文獻

篇2

關(guān)鍵詞：天然氣 凈化 有毒氣體 處理技術(shù)

一引言

近年來天然氣在我國一次能源消費中所占的比例會越來越大。然而從地層開采出來的天燃氣除含有水蒸氣外，通常還含有一些酸性氣體。這些酸性氣體一般是硫化氫、二氧化碳和 COS 與 RSH等氣相雜質(zhì)。硫化氫是這些酸性氣體中毒性最強的一種。它在很低含量下就會對人體的眼鼻和喉部有刺激性。另外硫化氫對金屬具有腐蝕性。二氧化碳也是酸性氣體，其含量過高會影響天然氣熱值，在天然氣液化裝置中，它易成為固相析出，堵塞管道，同時它又不會燃燒，熱值為 0，故運輸和液化它是不經(jīng)濟的。它們往往會腐蝕管線設(shè)備，污染環(huán)境，損害人類健康，作為化工原料會使催化劑中毒，影響化工產(chǎn)品質(zhì)量，故必須脫除。接著將重點介紹下幾種常用的方法。

二凈化天然氣工藝介紹

2.1混合胺工藝

2.2Benfield工藝

Benfield溶劑是碳酸與催化劑、防腐劑的多組分水成混合物。供氣壓力在7 MPa以上，酸性氣體超過50%的工作條件，它都可以適應(yīng)。

Benfield流程已被世界上600多座天然氣預(yù)處理裝置所應(yīng)用，Hipure流程是由Benfield系統(tǒng)與胺系統(tǒng)聯(lián)合的混合方案。碳酸鉀除去大量的酸氣成分，胺溶液用于最后商品氣的純化。所有酸氣都從碳酸鹽再生塔的部抽出。該流程在天然氣預(yù)處理方面有著良好的可靠性記錄，其優(yōu)越性已在印度尼西亞、阿聯(lián)酋的8套LNG裝置中充分得到顯示。Benfield流程的新型吸收劑P1：美國環(huán)球石油公司和聯(lián)合碳化物公司的有關(guān)機構(gòu)經(jīng)過上百種物質(zhì)的篩選，研制出一種代號為P1的新型吸收劑，取代了常用的二乙醇胺（DEA）等物質(zhì)。對于初建工廠，選擇P1吸收比DEA可減少25%塔高、5%～15%塔直徑以及5%～15%的能耗，同時CO在產(chǎn)品氣中的含量可明顯降低。對原裝置改用，可以提高產(chǎn)量和節(jié)約能耗。此外，P1吸收劑無毒、無泡沫、無腐蝕性，能滿足環(huán)境安全要求。

2.3 Sulfinol工藝

砜胺法凈化天然氣的工藝流程與醇胺法相同，差別僅僅是使用的吸收溶液不同。砜胺法采用的溶液包含有物理吸收溶劑和化學(xué)吸收溶劑，物理吸收溶劑是環(huán)丁砜，化學(xué)吸收溶劑可以用任何一種醇胺化合物，但常用的是二異丙醇胺（DIPA）和甲基二乙醇胺（MDEA）。砜胺法溶液的酸氣負荷幾乎正比于氣相中酸氣分壓，因此，處理高酸氣分壓的氣體時，砜胺法比化學(xué)吸收法有較高的酸氣負荷，因為砜胺溶液中含有醇胺類化合物，因此凈化氣中酸氣含量低，較易達到管輸要求的氣質(zhì)標準。由于砜胺法兼有物理吸收法和化學(xué)吸收法二者的優(yōu)點，因而自1964年工業(yè)化以來發(fā)展很快，現(xiàn)在已成為天然氣脫硫的重要方法之一。但是該方法不能深度脫硫，常用于硫的粗脫，與其它方法配合使用。

2.4低溫甲醇洗工藝

低溫甲醇洗技術(shù)自20世紀50年代由德國林德公司和魯奇公司開發(fā)使用以來，以其優(yōu)越的性能，在化肥工業(yè)、石油工業(yè)、城市煤氣工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。低溫甲醇洗因用途的不同而采用的再生解析過程流程有所不同。低溫甲醇洗法用于天然氣凈化過程具有以下特點：溶解度高，甲醇在低溫高壓下，

2.5 膜分離工藝

膜分離原理是在薄膜的表皮層中，有許多很細的毛細管孔，這些孔是由膜基體中非鍵合材料組織間的空間所形成的，氣體通過這些孔的流動主要是knuden流（自由分子流）、表面流、粘滯流及篩分機理聯(lián)合作用的結(jié)果，其中粘滯流不產(chǎn)生氣體的分離，根據(jù)knuden流機理，氣體的滲透速率與氣體分子量的平方根成反比。

三 天然氣工藝技術(shù)的前景

“十一五”期間我國的石油天然氣產(chǎn)量穩(wěn)步增長，天然氣凈化技術(shù)的發(fā)展勢頭較為強勁，其中關(guān)于處理酸性含硫天然氣占據(jù)較大比重。50多年來，國內(nèi)的天然氣凈化技術(shù)通過自主研發(fā)與引進相結(jié)合，基本形成了能滿足高、中、低含硫天然氣凈化的處理技術(shù)，獲得了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專利及專有技術(shù)，能滿足國內(nèi)大多數(shù)氣田的建設(shè)需要。但日益嚴格的環(huán)保標準及對清潔能源的巨大需求讓現(xiàn)有的凈化技術(shù)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，同時也對現(xiàn)有天然氣凈化技術(shù)朝著節(jié)能、環(huán)保型邁進提供了足夠的發(fā)展動力和更為廣闊的上升空間。天然氣的凈化技術(shù)應(yīng)該朝著更加先進的發(fā)展方向發(fā)展：

（1）實現(xiàn)功能性有機胺程序化設(shè)計合成。

（2）進一步的加大重力脫硫技術(shù)的研究力度。

（3）環(huán)境友好型的生物脫硫技術(shù)將逐步發(fā)展壯大。

（4）進一步的探索液相氧化還原計算軟件。

（5）深入開展配方溶劑模擬計算軟件的開發(fā)。

（6）滿足新環(huán)保標準的硫磺回收技術(shù)分析。

參考文獻

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[3]周平、陳運強、彭磊、杜通林、肖秋濤，《天然氣凈化廠引進技術(shù)消化吸收的現(xiàn)狀和發(fā)展方向》，《天然氣與石油》2005，05.