天然气 脱硫 一段转化 二段转化
半水煤气
脱碳
变换
天然气转化流程
天然气压缩到3.6MPa并配氢氮混合气，到一段炉的对流 段3预热至380～400℃，热源是辐射段4的高温烟道气。 预热后进钴钼催化脱硫器l，有机硫加氢成硫化氢，再到 氧化锌脱硫罐2脱除硫化氢，总含硫量降至0.5×10-6以下。 脱硫后与中压蒸汽混合，送至对流段加热到500～520℃， 分流进入辐射段4的转化管，自上而下经管内催化剂层转 化反应，热量由管外燃烧天然气提供。 反应管底部转化气温度为800～820℃，甲烷含量约9.5％， 汇合于集气管沿中心管上升，由炉顶送往二段转化炉5。 二段炉入口引入预热450℃的空气，与部分甲烷在炉顶燃 烧，温度升至1200℃，经催化剂层继续转化，二段炉出 口转化气温度约1000℃，压力3.0MPa，残余甲烷低于0.3 ％，(H2+CO)／N2=3.1～3.2。二段炉出来高温转化气先 后经二个废热锅炉6,7，回收显热产生蒸汽.此蒸汽经对流 段加热成高压过热蒸汽，作为工厂动力和工艺蒸汽。转 化气温度降至370℃，送变换工段。
2 半水煤气与水煤气的区别 成分上： 半水煤气=水煤气+空气煤气
其中： 水煤气是用水蒸汽与炽热的煤反应，生成含 H2、CO的气体。 空气煤气是用空气与煤反应，生成含CO、 CO2、N2的气体。
2 半水煤气与水煤气的区别 用途上： 水煤气主要用于合成甲醇，作为合 成氨原料气中氢气的来源。
半水煤气主要用作合成氨的原料气。
二段转化炉
作用：使甲烷进一步转化 结构：立式圆筒，内径约3米，高约13米，壳 体材质为碳钢，内衬不含硅的耐火材料炉壳外 保温。 固定床绝热式反应器
二段转化炉不需外部供热，在炉内，氧气与部分甲烷燃 烧放热，使转化反应自热进行。采用内径为3m多、高约 13m的圆筒型转化炉，壳体为碳钢制成，内衬不含硅的 耐火材料，炉壳外保温，与环境无热交换，所以，二段 炉是一个上部有均相燃烧空间的固定床绝热式催化反应 器，高温气体自上而下流过带孔的耐火砖层、耐高温的 铬催化剂层、镍催化剂层。最后由炉下部引出二段转化 气
主要设备
一段转化炉
一段转化炉由辐射段和对流段组成，外壁用钢板制成，炉内壁 衬耐火层。转化管竖直排列在辐射段炉膛内，总共有300～400 根内径约70～120mm、总长10～12m的转化管，每根管装催化 剂15.3m3。多管型式能提供大的比传热面积(单位体积的传热 面积)，而且，管径小者更有利于横截面上温度分布均匀，提 高反应效率。反应炉管的排布要着眼于辐射传热的均匀性，故 应有合适的管径、管心距和排间距，此外，还应形成工艺期望 的温度分布，要求烧嘴有合理布置及热负荷的恰当控制。反应 炉管的入口处温度500～520℃，出口处800～820℃。对流段有 回收热量的换热管。天然气一段转化炉的炉型主要有两大类。 一类是以美国凯洛格公司为代表所采用的顶烧炉，另一类是以 丹麦托普索公司为代表所采用的侧烧炉。
3 天然气制半水煤气的工艺
工Hale Waihona Puke 原理CH 4 H 2O CO 3H 2 CH 4 2 H 2O CO2 4 H 2 CO H 2O CO2 H 2
H 298 206kJ / mol H 298 165kJ / mol
主反应
H 298 41.2kJ / mol
半水煤气
班 级: 学 号: 姓 名:
主要内容
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半水煤气与水煤气的简介
半水煤气与水煤气的区别
天然气制半水煤气的工艺
1 半水煤气与水煤气的简介
水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成 的气体。主要成份是CO ，H2 等。 半水煤气是将煤和水作为气化物料进行 气化的一种燃气，半水煤气是将蒸汽和 空气一起吹入煤气发生炉中与炽热的无 烟煤或焦炭作用而产生的煤气。是水煤 气和发生炉煤气的混合气体。主要成分 是N2，O2，H2，CO，水蒸汽等。
副反应
CH 4 C 2 H 2 2CO C CO2
H 298 74.9kJ / mol H 298 172.5kJ / mol H 298 131.4kJ / mol
CO H 2 C H 2O
3.2 天然气蒸汽转化流程和主要设备
转化流程
天然气蒸汽工艺流程图
天然气转化流程
天然气压缩到3.6MPa并配氢氮混合气，到一段炉的对流段 3预 热至380～400℃，热源是辐射段4的高温烟道气。预热后进钴 钼催化脱硫器l，有机硫加氢成硫化氢，再到氧化锌脱硫罐2脱 除硫化氢，总含硫量降至0.5×10-6以下。脱硫后与中压蒸汽混 合，送至对流段加热到500～520℃，分流进入辐射段4的转化 管，自上而下经管内催化剂层转化反应，热量由管外燃烧天然 气提供。 反应管底部转化气温度为800～820℃，甲烷含量约9.5％，汇合 于集气管沿中心管上升，由炉顶送往二段转化炉 5。二段炉入 口引入预热450℃的空气，与部分甲烷在炉顶燃烧，温度升至 1200℃，经催化剂层继续转化，二段炉出口转化气温度约 1000℃，压力3.0MPa，残余甲烷低于0.3％，(H2+CO)／ N2=3.1～3.2。二段炉出来高温转化气先后经二个废热锅炉 6,7， 回收显热产生蒸汽.此蒸汽经对流段加热成高压过热蒸汽，作为 工厂动力和工艺蒸汽。转化气温度降至370℃，送变换工段。