• 2008.3~2008.11 – 中试装置的设计建设 • 2006.7~2008.5 – 催化剂研究 – 反应器设计 – 工艺设计优化 – 反应器制备 – 催化剂放大生产
实验室研究开发
中 试 设 计 中 试 实 验
工 业 示 范
一、新奥焦炉气合成天然气技术背景
合成天然气实验设备
合成天然气小试装置
1、具有脱有 机、无机砷 技术。 2、脱砷精度 可到3ppb以 下。
1、具有脱有 机、无机氯 技术。 2、脱氯精度 可到5ppm以 下。
具有脱有 机、无机金 属技术。
• • •
加氢转化催化剂的选型考察：净化功能 副反应：甲烷合成 甲醇合成—— 工艺废水 脱氧反应
主要内容
一 二 三 四 新奥焦炉气合成天然气技术背景 新奥焦炉气净化技术 新奥焦炉气合成天然气技术 新奥焦炉气合成天然气工业示范
强放热 催化剂毒物：S As
积碳反应
△H=-72.4 kJ/mol △H= 82.4kJ/mol
热力学控制（低温有利甲烷合成） 催化剂易于积碳 Cl Hg 等 产物中含水
反应特点
二、新奥焦炉气净化技术
新奥焦炉气净化工艺
脱硫技术
脱砷技术
脱氯技术
脱金属 技术
1、具有脱有 机、无机硫 技术。 2、脱硫精度 可到20ppb以 下。
三、新奥焦炉气合成天然气技术
焦炉气生产天然气中试实验
焦炉煤气（净化后）组成
成分 %
CH4 30.79
CO 8.45
H2 52.66
CO2 2.08
N2 5.65
S 未检出
三、新奥焦炉气合成天然气技术
补碳工艺技术结果---以CO2为碳源
焦炉气补碳工艺产品气组成
组成 CH4 CO H2 CO2 N2
高温发热量MJ/m3
V%
87.64
未检出
2.39
1.45
8.07
35.6
发热量等指标术规格
三、新奥焦炉气合成天然气技术
焦炉气直接合成天然气工艺
焦炉气直接甲烷合成产品气组成
成份 V%
CH4 70.44
CO 未检出
H2 21.36
三、新奥焦炉气合成天然气技术
新奥焦炉气合成天然气特点
1. 抗积碳、耐水合、耐高 1. 抗积碳、耐水合、耐高 温的预还原高性能催化剂 温的预还原高性能催化剂
2. 焦炉气甲烷合成反应 2. 焦炉气甲烷合成反应 器：根据焦炉气甲烷合成 器：根据焦炉气甲烷合成 反应特点，甲烷合成催化 反应特点，甲烷合成催化 剂优势，开发相应的绝热 剂优势，开发相应的绝热 和内换热型反应器。 和内换热型反应器。 3. 新型焦炉气甲烷合成工艺：绝热型反应器和换热型反应器组合形式的甲烷 3. 新型焦炉气甲烷合成工艺：绝热型反应器和换热型反应器组合形式的甲烷 合成工艺，同时还可以利用循环液作为循环介质调节反应器入口反应物含量， 合成工艺，同时还可以利用循环液作为循环介质调节反应器入口反应物含量， 控制反应温度，降低能耗。 控制反应温度，降低能耗。
创新清洁能源
Innovating clean energy
1
高活性高选择 性
优秀的耐水 合性能
5
预还原 高温 催化剂
2
4
较好的耐高 温抗积碳性 能
3
较宽的使用温度范围 (260℃～750℃)
改善生存环境
提高生活品质
Protecting living environment Improving life quality
创新清洁能源 改善生存环境
Innovating clean energy
提高生活品质
Protecting living environment Improving life quality
三、新奥焦炉气合成天然气技术
新奥系列甲烷合成催化剂
系列甲烷合成催化剂
原料易得，成本低，制备 工艺简单
两类甲烷合成催化剂，分别针对焦炉 两类甲烷合成催化剂，分别针对焦炉 气生产天然气工艺中不同甲烷合成阶 气生产天然气工艺中不同甲烷合成阶 段。 段。 中温甲烷合成催化剂，具有很好活 中温甲烷合成催化剂，具有很好活 性，选择性。适用空速2000～12000h-1 性，选择性。适用空速2000～12000h-1 。已连续平稳运行10000小时。 适用 。已连续平稳运行10000小时。 适用 于焦炉气生产天然气中内换热型甲烷 于焦炉气生产天然气中内换热型甲烷 合成反应器或者热点温度在550℃以内 合成反应器或者热点温度在550℃以内 的绝热反应器。 的绝热反应器。 预还原高温甲烷合成催化剂，具有 预还原高温甲烷合成催化剂，具有 良好耐水合性能、耐高温性能和选择 良好耐水合性能、耐高温性能和选择 性，适用空速1000～10000h-1 。已连 性，适用空速1000～10000h-1 。已连 续平稳运行5000小时。适用于焦炉气 续平稳运行5000小时。适用于焦炉气 生产天然气中绝热型甲烷合成反应器 生产天然气中绝热型甲烷合成反应器 ，反应器温度750 ℃以内 。 ，反应器温度750 ℃以内 。
燃料气 LNG
冷冻 分离
焦炉气
脱盐水
干燥LNG装置
高中压 蒸汽
副产凝 液 蒸汽利用装置 甲烷合成装置
四、新奥焦炉气合成天然气工业示范
焦炉气生产LNG部分参考指标
序号 1 2 3 4 5 6 7 焦炉气
指 标 名 称 LNG（CH4含量≥99.0％mol） 年操作时数 总投资估算 生产装置设备 总定员 工厂用地面积
砷 汞等有害物质
压缩天然气
液化天然气
一、新奥焦炉气合成天然气技术背景
技术特点：预还原型催化剂；低能耗、近零排放合成工艺 产品目标：“低成本、符合国家或客户要求的合成天然气”
软件包设计 中试运行 中试设计 实验室
• 2008.11~2010.12 – 中试装置运行 – 工艺参数优化 – 催化剂和反应器放大 效应研究 – 操作诀窍和操作法的 形成 – 2011.1~ – 5千万方/年煤制天然 气软件包的设计 – 1亿方/年焦炉气制天 然气软件包的设计
焦炉气 污染物组成
组成 g / Nm3
焦油 ≤0.02
氨 ≤0.05
H2S ≤0.2
有机硫 ≤0.3
HCN ≤0.5
苯 ≤5
萘 0.15
焦炉气合成甲烷化学反应特点 净化反应： COS {硫醚 CS2等} + H2 → H2S + COx 合成反应
• • • • • CO + 3H2 → CH4 + H2O， △H=-206.2 kJ/mol CO2 + 4H2 → CH4 +2H2O， △H=-165.08 kJ/mol CO + H2O → CO2+H2 △H=-41.2kJ/mol 2CO → CO2 + C CH4 →2H2+C
目前世界上没有运行的焦炉气制天然气工业化装置 焦炉气制甲醇工艺不同于焦炉气合成天然气工艺 中国焦炭行业特点 天然气需求量快速增长
• •
中国焦炭-天然气产业契合 焦炉气生产天然气 64% 减少污染排放 能量转化效率
传统放散或燃烧
焦炉气生产甲醇
焦炉气合成 天然气技术
含硫化合物
焦炉气发电
新奥清洁能源发展战略
新奥焦炉气合成天然气技术进展
新奥新能(北京)科技有限公司 常俊石
2012年1月
新奥集团股份有限公司 ENN Group Co., Ltd.
主要内容
一 二 三 四 新奥焦炉气合成天然气技术背景 新奥焦炉气净化技术 新奥焦炉气合成天然气技术 新奥焦炉气合成天然气工业示范
一、新奥焦炉气合成天然气技术背景
CO2 未检出
N2 7.92
高温发热量， MJ/m3
31.7
生产LNG要求CO2≤50 ppm
主要内容
一 二 三 四 新奥焦炉气合成天然气技术背景 新奥焦炉气净化技术 新奥焦炉气合成天然气技术 新奥焦炉气合成天然气工业示范
四、新奥焦炉气合成天然气工业示范
工艺流程框图
干燥/压缩 净化 甲 烷 合 成 装 置
合成天然气中试装置
主要内容
一 二 三 四 新奥焦炉气合成天然气技术背景 新奥焦炉气净化技术 新奥焦炉气合成天然气技术 新奥焦炉气合成天然气工业示范
二、新奥焦炉气净化技术
焦炉气 组成
组成 V% CH4 26.3 H2 57.1 CO 7.7 CO2 2.7 N2 3.2 O2 0.5 C2H6 0.75 C2H4 1.75 ∑ 100
单位 ×104Nm3/a ×104Nm3/a 小时 万元 台 人 m2
数量 10000 25,000 8000 30,000 86 90 70000
谢 谢
新奥集团股份有限公司 ENN Group Co., Ltd.