浅谈天然气制甲醇转化工序运行成本

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1、学兔兔www.xuetutu.com22CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2015，25(6)浅谈天然气制甲醇转化工序运行成本周明灿刘静重庆化工设计研究院重庆400039摘要介绍天然气制甲醇天然气转化工序的主要工艺方案及各转化工艺的主要特点，通过天然气消耗和公用工程消耗的统计对比，对各转化工艺进行运行经济性比较，供类似装置转化工艺选择参考。关键词天然气制甲醇转化工艺运行成本比较备和管道系统投资增加。1主要工序工艺介绍(2)甲醇合成圈循环气量增加，导致循环气天然气制甲醇的主要工序包括天然气转化、压缩机运行功耗增加。甲醇合成和甲醇精馏。(3)甲醇合成圈循环气量增

2、加，将导致甲醇天然气转化工序的主要反应包括天然气与水合成塔汽包产汽量降低，合成气冷却系统换热器蒸汽进行转化反应(SMR反应)生成H和CO，热负荷增加，循环水消耗增加。以及转化反应生成的CO与水蒸气进行变换反应生(4)甲醇合成反应生成水量增加，甲醇精馏成CO和H。工序操作负荷增加，建设投资及运行能耗增加。天然气与水蒸汽的转化反应是吸热反应，提根据反应方程式可知，甲醇合成反应消耗的高反应温度有利于提高其平衡转化率；CO变换反H2、CO、CO2满足(H2一CO2)／(CO+CO2)应是放热反应，提高反应温度有利于抑制其平衡=2的摩尔比关系，但由于H泄漏率较大、在甲转化率。天然气转化需要控

3、制合理的水碳比和操醇中的溶解度较高以及甲醇合成催化剂动力学方作温度，以控制反应析碳和降低转化气中的残余程等方面的影响，一般要求甲醇合成新鲜气满足甲烷含量，提高甲醇合成气品质。在实际操作中，(H一CO：)／(CO+CO：)的比值约为2．05，即转化工序的主要常见问题是转化管入口温度较低新鲜合成气的最佳氢碳比一般约为2．05。区域容易发生反应析碳，且一般表现为动力学析天然气制甲醇，合成气品质的高低很大程度碳；防止反应析碳的主要手段是适当提高入口反决定了甲醇合成工序效率的高低，故天然气制甲应气水碳比和温度，一般控制入口水碳比不低于醇工艺设计的关键在于选择天然气转化工艺。2．8，人口温度不

4、低于500oC。2转化工序主要工艺甲醇合成工序的主要反应是CO、CO：与H反应生成CH0。天然气制甲醇转化工序主要工艺有一段箱式反应为放热反应，较低的反应温度有利于提炉转化(以下简称一段转化)、一段箱式炉转化+高其平衡转化率；在同样的温压条件下，CO与H：烟道气CO：回收补碳(以下简称补碳转化)、一段反应生成cH0的反应速率和平衡转化率均高于箱式炉转化串纯氧二段炉转化(以下简称纯氧二CO与H反应生成CHO的反应速率和平衡转化段转化)、一段箱式炉转化并换热转化炉串纯氧二率。根据目前常用的铜基甲醇合成催化剂要求，段炉转化(双一段转化)。甲醇合成气中需要含有少量CO，通常不低于为方便各种

5、转化工艺的比较，首先确定转化1．9％(干基，too1)，但合成气中CO：含量偏高，工序的比较基础：会带来以下问题：(1)以日产3000t甲醇规模为基础，转化工序(1)总合成气量增加，导致甲醇合成工序设出口的合成气氢碳比尽量接近甲醇合成气的最佳周明灿：工程师。2006年毕业于南京工业大学。事化工项目的咨询、设计和项目管理工作。联系电话：13883079926，E—mail：zhoumc2000@qq．corn。学兔兔www.xuetutu.com周明灿等浅谈天然气制甲醇转化工序运行成本23氢碳比2．05，且作为转化工艺优劣的比较指标。天然气消耗、公用工程消耗进行统计对比，并简(2)当

6、合成气满足最佳氢碳比2．05时，假定述各种转化工艺的主要特点。每吨甲醇消耗有效气(CO+H2)2180Nm，即转2．1一段转化化工序需要制备的有效气(CO+H)为272500一段转化的工艺流程见图1。Nm。；当合成气氢碳比不能达到2．05时，过剩气体(H或CO)的过剩部分气量不计人有效气。(3)进入界区的天然气压力为2．5MPa(A)，温度为25cI=，组分及含量见表1。天然气价格的地域差异较大，为便于天然气甲醇项目进行转化工序的工艺选择，本文分别取天然气价格1．2元／Nm、1．5Nm、1．8~tJNm、2．1Nm进行运行成本比较。图1一段转化工艺流程1．空气风机；2．空气加热器盘

7、管；3．饱和水加热器盘表1天然气组分及含量(mo1％)管；4，6，7．天然气加热器盘管；5，8．高压蒸汽过热器组分CH4C2H6C3H8C4H10CO2N2盘管；9．精脱硫罐；10．天然气饱和塔；11．饱和塔循环泵；12．转化管；13．高压废锅；14．锅炉给水预热器；含量94．482．920．410．111．650．43l5．蒸汽汽包；16．尾气风机；17．烟囱。(4)合成气以170％送出转化工序去甲醇精馏天然气经过预热后进行精脱硫、加水饱和，作再沸器热源。再补充蒸汽