1、a,1,*能源有現(xiàn)公司,LNG工藝合成工段,制作人：*,a,2,合成工段總貌,a,3,工藝原理,合成工段甲烷化是將凈化工段送來的凈化后焦爐氣體（以后簡稱新鮮凈化氣）中所含的CO、CO2加H2在催化劑存在下生成CH4和H2O，化學(xué)反應(yīng)方程式為： CO +3H2 = CH4+H2O H0 298=-206 KJ/mol CO2+4H2 = CH4+2H2O H0 298=-165 KJ/mol 由上述方程式可知，此反應(yīng)為可逆、體積縮小的、強放熱反應(yīng)。在一定的條件下，還有以下副反應(yīng)發(fā)生： 積碳反應(yīng)：CO+CO = CO2+C CH4=C+2H2 羰基鎳反應(yīng)：Ni+4CO = Ni(CO)4 這些副反

2、應(yīng)不僅影響甲烷化催化劑的活性和壽命，而且羰基鎳的生成對人體有害，積碳反應(yīng)可能引起反應(yīng)器飛溫，所以一定要避免這些副反應(yīng)發(fā)生。,a,4,工藝流程簡述,來自凈化工段的新鮮凈化氣，經(jīng)凈化氣冷卻器E0310換熱冷卻，進入凈化氣水分離罐V0301分水，隨后進入保護床T0301，脫除有機硫和無機硫，降低新鮮凈化氣中硫含量的波動對甲烷化催化劑的影響。隨后經(jīng)過凈化氣預(yù)熱器E0301預(yù)熱后分為兩路：A路和B路。A路氣體噴入少量凝液后與循環(huán)氣混合，隨后經(jīng)過一段入口氣換熱器E0302提溫后進入一段反應(yīng)器R0301，在催化劑作用下發(fā)生甲烷化反應(yīng)。一段反應(yīng)器R0301出口氣體經(jīng)過一級廢鍋E0303冷卻后，與新鮮凈化氣的B

3、路混合，然后進入二段反應(yīng)器R0302，繼續(xù)進行甲烷化反應(yīng)。反應(yīng)后氣體，經(jīng)二級廢鍋E0304冷卻，一段入口氣換熱器E0302回收熱量后，進入三段反應(yīng)器R0303反應(yīng)。三段反應(yīng)器R0303出來的合成氣體，依次通過凈化氣預(yù)熱器E0301、循環(huán)氣換熱器E0305、除氧水預(yù)熱器E0306回收熱量后，再經(jīng)產(chǎn)品一級冷卻器E0308（冬季熱水換熱器E0309，冬天使用）冷卻，后進入一級水分離罐V0302進行氣液分離。分離出的液體進入凝液儲罐V0305，分離出的氣體一部分經(jīng)產(chǎn)品二級冷卻器E0308冷卻后，進入二級水分離罐V0303進行氣液分離。另一部分氣體進入循環(huán)壓縮機C0301加壓，壓縮機出口脫油槽V0308

4、脫油，并由循環(huán)氣換熱器E0305預(yù)熱后與進入一段反應(yīng)器的新鮮凈化氣混合。二級水分離罐V0303分離出的氣體作為合成工段產(chǎn)品氣送往液化工段，分離出的液體進入凝液儲罐V0305。,a,5,凈化氣的工藝要求,新鮮凈化氣 新鮮凈化氣進入合成界區(qū)的工藝條件 溫度190，壓力2500KPaG，流量約 33000Nm3/h。 新鮮凈化氣中的總硫含量20ppb(v/v) 通過分析點A0301取樣分析，當(dāng)測得新鮮凈化氣中的總硫含量大于20ppb(v/v)時，經(jīng)再次分析確認，若總硫含量仍大于20ppb(v/v)，停止新鮮凈化氣的進入。,a,6,保護床操作細則,保護床 保護床入口溫度 保護床溫度控制在200210之

5、間，手動或者自動調(diào)節(jié)控制閥TV03006開度，來調(diào)整進入保護床新鮮凈化氣的溫度。 保護床溫度 在保護床脫硫劑使用初期，由于活性高，可能會產(chǎn)生甲醇副反應(yīng)，生成甲醇反應(yīng)為放熱反應(yīng)，初期床層溫升可達到1080，隨著使用時間的推移，甲醇副反應(yīng)會逐漸減少，床層溫升會逐漸降低，調(diào)整床層入口溫度使保護床床層熱點溫度控制在210左右。 甲醇副反應(yīng)生成的甲醇會在后續(xù)的甲烷化反應(yīng)中裂解生成甲烷。,a,7,一段反應(yīng)器溫度及操作,一段反應(yīng)器入口溫度應(yīng)控制在280320之間 入口溫度可以通過調(diào)節(jié)開工爐來適當(dāng)調(diào)節(jié)。 一段反應(yīng)器熱點溫度應(yīng)該550。 a. 一段反應(yīng)器的熱點溫度主要通過循環(huán)氣量來控制，若熱點溫度偏高，則加大循

6、環(huán)氣量，若偏低則減小循環(huán)氣量。 b. 在確保一段反應(yīng)器進口溫度的前提下，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整凝液噴射量來調(diào)節(jié)熱點溫度，噴入凝液過多會影響CO與CO2的轉(zhuǎn)化率。因此噴入的循環(huán)液要適量。 c.或者適當(dāng)提高系統(tǒng)的壓力，已增大循環(huán)量的目的。減少溫度飛升。 d. 當(dāng)以上方法均不能控制時，可以適當(dāng)減少負荷。,a,8,二段反應(yīng)器溫度及操作,二段反應(yīng)器入口溫度 二段反應(yīng)器入口溫度應(yīng)控制在280320之間 a. 手動或者自動調(diào)節(jié)TV03015調(diào)節(jié)一級廢鍋出口溫度，來調(diào)節(jié)二段反應(yīng)器入口溫度。 二段反應(yīng)器熱點溫度 二段反應(yīng)器熱點溫度應(yīng)該480。 a. 該反應(yīng)器的熱點溫度，主要通過調(diào)節(jié)新鮮凈化氣進入二段反應(yīng)器的量來控制(F

7、IC3003開度)，若二段反應(yīng)器熱點溫度偏高則減少進入二段反應(yīng)器的新鮮凈化氣量，反之則增加，同時注意調(diào)整循環(huán)氣來維持一段反應(yīng)器的熱點溫度。 b. 在保證一段反應(yīng)器床層溫度穩(wěn)定的前提下，當(dāng)二段反應(yīng)器熱點溫度偏高，可以適當(dāng)加大循環(huán)氣量，若偏低則減小循環(huán)氣量。 c.或者適當(dāng)提高系統(tǒng)的壓力，已增大循環(huán)量的目的。減少溫度飛升。 d. 當(dāng)以上方法均不能控制時，可以適當(dāng)減少負荷。,a,9,三段反應(yīng)器溫度及操作,三段反應(yīng)器入口溫度 三段反應(yīng)器入口溫度應(yīng)控制在260320之間 在確保一段入口溫度的前提下，手動或者自動調(diào)節(jié)TV3018調(diào)節(jié)二級廢鍋出口溫度，來調(diào)節(jié)三段反應(yīng)器入口溫度。 三段反應(yīng)器熱點溫度 三段反應(yīng)器

8、熱點溫度應(yīng)該360。 當(dāng)反應(yīng)器溫度高于360時，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)TV03018降低進入三段反應(yīng)器的進口溫度來調(diào)節(jié)，溫度控制范圍為260320。也可以通過FIC3003，增加進入一段反應(yīng)器的新鮮凈化氣量，減少進入三段反應(yīng)器CO與CO2的總量來調(diào)節(jié)，同時注意調(diào)整循環(huán)氣來維持一段反應(yīng)器的熱點溫度。也可以調(diào)加大循環(huán)氣量，減少進入三段反應(yīng)器CO與CO2的總量來降低熱點溫度。 或者適當(dāng)提高系統(tǒng)的壓力，已增大循環(huán)量的目的。減少溫度飛升。 當(dāng)以上方法均不能控制時，可以適當(dāng)減少負荷。,a,10,循環(huán)氣量的要求及操作,循環(huán)氣進口溫度 循環(huán)氣進口溫度控制在100左右。提高該溫度可以增加循環(huán)氣中的蒸氣分壓，提高循環(huán)氣中的

9、含水量，用于抑制一段反應(yīng)器催化劑的積碳過程。 循環(huán)氣量 循環(huán)氣量通過用于控制一段反應(yīng)器的熱點溫度550。從而調(diào)節(jié)二段，三段反應(yīng)器的溫度。 循環(huán)液噴射 循環(huán)液噴射量噴射量需根據(jù)一段進口氣體實際組成來確定。讓一段反應(yīng)器入口氣體中H2O的含量4%6%。,a,11,工藝廢水排放的處理,一級水分離罐和二級水分離罐分離的廢水在循環(huán)液儲罐混合后排出界區(qū)。,a,12,產(chǎn)品氣的工藝要求及CO2的控制方法,產(chǎn)品氣中CO2含量的控制 溫度40，壓力1.8Mpa(G) 1.85Mpa(G)，CO2含量300ppm 降低產(chǎn)品氣中CO2含量的幾種方法。 加大循環(huán)量，降低一段反應(yīng)器和二段反應(yīng)器熱點溫度。原理是增加了CO和CO2的整體轉(zhuǎn)化率，從而減少進入三段反應(yīng)器的氣體中的CO和CO2的含量，使得CO2更易反應(yīng)完全。 調(diào)整新鮮凈化氣分的兩路氣體的分配量，增加進入一段反應(yīng)器的新鮮凈化氣的分