（高清版）DB13∕T 2299-2015 煤催化氣化制合成天然氣工藝技術(shù)規(guī)程

DB13DB13/T2299—2015煤催化氣化制合成天然氣工藝技術(shù)規(guī)程2015-12-07發(fā)布2016-02-01實(shí)施河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布I 1 1 1 2 4.3.4煤催化氣化工序操作技術(shù)規(guī)程中提及的氣化爐具體結(jié)構(gòu)參照專利ZL201520136095.X所述流4.4.4粗煤氣凈化分離工序操作技術(shù)規(guī)程中提及的粗煤氣凈化分離工藝及操作流程參照專利ZL201520291230.8、ZL201520291278.9所述4.6.4催化劑回收工序操作技術(shù)規(guī)程中提及的催化劑回收工藝流程參照專利ZL201520382976.X所述方法，流程中提及的補(bǔ)充催化劑配方及負(fù)載方法可參照專利12規(guī)范性引用文件GBZ2.1-2007工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分：化學(xué)有害GB/T212煤的工業(yè)分析方法GB/T214煤中全硫的測定方法GB/T476-2001煤的元素分析GB/T3715煤質(zhì)及煤分析有關(guān)GB/T4472-2011化工產(chǎn)品密度、相對密度的測定GB/T5447煙煤黏結(jié)指數(shù)測定工業(yè)循環(huán)冷卻水及鍋爐水中氟、氯、磷酸根、亞硝酸根、硝酸根GB31571-2015石油化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DZ/T0064.49-1993地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法滴定法測定碳酸根、重碳酸根和氫2催化劑回收對煤催化氣化工藝中添加的催化劑通過水洗、消解法進(jìn)行回收的工4工藝規(guī)程及工藝要求4.1工藝流程3本工藝包括爐煤制備、煤催化氣化、催化劑回收、粗煤氣凈化分離、煤氣甲烷合成5個(gè)部分。工藝爐煤圖1煤催化氣化工藝流程示意圖4.2爐煤制備工序4.2.1工藝描述全水≤5%4.2.2原料及輔助材料要求表1原料及輔助材料要求1性能應(yīng)符合附錄B原料煤技術(shù)要求的規(guī)定2壓力：(0.2～0.4)MPa(G);溫度：(20～40)℃;濃度：(40～44)%;性能指標(biāo)符合附錄A催化劑回收液技術(shù)要求的規(guī)定3壓力：(0.4～0.6)MPa(G);溫度：飽和4壓力：(0.5～0.6)MPa(G);溫度：≤40℃;純度：99.6%(v/v)4.2.3參數(shù)要求41對粒度＞5mm的原料煤進(jìn)行破碎，常溫、常壓0.10mm的低于10%2對原料煤進(jìn)行篩分分級，將粒度＞5mm的篩上物送34及時(shí)調(diào)節(jié)蒸汽通入量；干燥過程中產(chǎn)生的水蒸塵達(dá)到GB31571-2015中關(guān)于顆粒物排放限值規(guī)定后4.2.4本工序操作技術(shù)規(guī)程4.2.4.1破碎篩分工段原料煤經(jīng)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至篩分破碎廠房。在篩分破碎廠房內(nèi)先經(jīng)電磁除鐵器除去煤中殘留的鐵器。原料煤進(jìn)弛張篩進(jìn)行篩分分級，粒度≤5mm的粉煤經(jīng)帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至緩沖煤倉。粒度＞5mm的篩4.2.4.2催化劑負(fù)載工段4.2.4.3濕煤干燥工段固分離，凈化后達(dá)到GB31571-2015中關(guān)于顆粒物排放限值規(guī)定后的載氣、水蒸汽經(jīng)引4.2.5本工序產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法1性能應(yīng)符合附錄B爐煤技術(shù)要求的規(guī)定，其中催化劑負(fù)載種反應(yīng)性調(diào)節(jié)確定，一般范圍為（5～204.2.6衛(wèi)生、安全及環(huán)保要求5轉(zhuǎn)載點(diǎn)，均設(shè)置有除塵點(diǎn)或除塵裝置，使排入大氣b)煤堆超過3米，堆放期一般不宜超過三個(gè)月(依據(jù)煤質(zhì)特性不同嚴(yán)格控制，通常控制褐煤翻燒周期不超過一個(gè)月),應(yīng)定期測量煤堆上、中、下三層不同方位煤層的溫度。為防止煤的自燃c)對于干燥機(jī)，設(shè)置物料溫度檢測，當(dāng)溫度超過設(shè)定值，采取4.3煤催化氣化工序4.3.2原料及輔助材料要求表4原料及輔助材料要求1性能應(yīng)符合附錄B負(fù)載催化劑煤技術(shù)要求的規(guī)定2中壓過熱蒸汽壓力：≤4.6MPa(G);溫度：(400～600)℃3壓力：≤4.3MPa(G);溫度：(20～40)℃;純度：99.6%(v/v)4壓力：(0.4～0.5)MPa(G);溫度：常溫；5高壓氮?dú)鈮毫Γ骸?.0MPa(G);溫度：(40～60)℃;純度：99.6%(v/v)6壓力：(0.4～0.6)MPa(G);溫度：飽和67壓力：(0.5～0.6)MPa(G)；溫度：≤40℃;純度：99.6%（v/v）8壓力：(0.1～0.2)MPa(G)；溫度：常溫；組94.3.3參數(shù)要求1對煤進(jìn)行定量、輸送，操作壓力：常壓~23兩級旋風(fēng)分離器，于(2～3.5)Mpa(G)、(650~44.3.4本工序操作技術(shù)規(guī)程4.3.4.1給煤系統(tǒng)4.3.4.2蒸氧系統(tǒng)4.3.4.3氣化爐煤催化氣化爐以過熱中壓蒸汽和氧氣作為氣化劑，在700℃~800℃、2MPa(G)～3.5MPa(G)條件下，4.3.4.4氣固分離系統(tǒng)7氣化爐產(chǎn)生的含塵煤氣經(jīng)兩級旋風(fēng)進(jìn)行除塵，除塵后粗煤氣以2MPa(G)～3.5MPa(G)、650℃~750℃操作條件送至后續(xù)產(chǎn)品凈化分離工序。分離出的飛灰循環(huán)回氣化爐流化床層底部。經(jīng)過兩級旋風(fēng)分離之后的粗煤氣送往后續(xù)產(chǎn)品凈化分離工序。4.3.4.5排渣系統(tǒng)在氣化爐中反應(yīng)后的氣化灰渣經(jīng)過排渣系統(tǒng)送至催化劑回收單元。氣化產(chǎn)生的2MPa(G)~3.5MPa(G)、350℃~450℃灰渣經(jīng)變壓灰鎖泄壓至常壓后排入常壓灰斗，然后經(jīng)冷渣機(jī)送至催化劑回收單元。4.3.5本工序產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法本工序產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法見表6。表6產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法1H?S、輕油、粉塵2固定碳及灰分的測定分別按GB/T476-2001碳元素分析、GB/T212灰分分析相關(guān)規(guī)定進(jìn)行；4.3.6衛(wèi)生/安全及環(huán)保要求4.3.6.1對于產(chǎn)生粉塵較大的設(shè)備和作業(yè)區(qū)，采取機(jī)械通風(fēng)及設(shè)置機(jī)械除塵裝置，在每一個(gè)固體物料的轉(zhuǎn)載點(diǎn)，均設(shè)置有除塵點(diǎn)或除塵裝置，使排入大氣的含塵濃度不超過GB31571-2015中國家允許排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。4.3.6.2催化氣化裝置物料種類較少，但生產(chǎn)過程中有易燃、易爆、有毒物質(zhì)，同時(shí)還有固體粉塵物質(zhì)，要注意除塵、防腐和特殊管道的處理。4.3.6.3氣化裝置內(nèi)有純氧管線，生產(chǎn)過程中需對管道進(jìn)行吹掃脫脂處理，同時(shí)需選擇合適的材質(zhì)；中壓蒸汽管線屬于高溫高壓管線，需做好管線的應(yīng)力分析和保溫處理。4.4粗煤氣凈化分離工序4.4.1工藝描述本工序包括油洗除塵和間接冷凝兩個(gè)工段，工藝流程見圖4。粗煤氣油洗除塵除塵粗煤氣間接冷凝凈化后煤氣焦油圖4粗煤氣凈化分離工序工藝流程示意圖84.4.2原料及輔助材料要求124.4.3參數(shù)要求1234.4.4本工序操作技術(shù)規(guī)程防止除塵油被煤氣帶走，在塔噴頭上設(shè)捕液層，以捕集被煤氣帶走卻水盤管冷卻到300℃左右，凝出的重焦油落入煤氣一級換熱器下部釜中，換熱器底部有預(yù)熱裝置，保證焦油的流動(dòng)性，焦油積累夠一定量后，排至重焦油收集罐儲存。冷到300℃左右的煤氣進(jìn)入二級換熱4.4.5本工序產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法9表9產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法1凈化后主要組成包括：H?、CO、CH?、CO?、N?、2焦油主要組成包括：石腦油、中油、重油4.4.6衛(wèi)生/安全及環(huán)保要求在衛(wèi)生、安全、環(huán)保方面，本工序應(yīng)當(dāng)注意以下問題：產(chǎn)品凈化分離程序中接觸到的物料品種較少，主要是用于噴淋的洗塵油、間接冷凝過程中產(chǎn)生煤焦油、硫化氫及氨氣，生產(chǎn)過程中要注意有害物質(zhì)的刺激腐蝕，注意防腐保護(hù)。局部有塵產(chǎn)生的部位設(shè)置局部通風(fēng)設(shè)施；防腐方面，在設(shè)備、管線的材料選擇方面盡量選擇合適的材質(zhì)，建構(gòu)筑物的有關(guān)方面做好防腐處理。4.5煤氣甲烷合成工序4.5.1工藝描述本工序?qū)⒚摮蹓m和焦油后的煤氣進(jìn)行甲烷合成，具體由煤氣變換、酸性氣體脫除、甲烷合成三個(gè)工段組成，工藝流程見圖5。圖5煤氣甲烷合成工序流程示意圖4.5.2原料及輔助材料要求本工序采用的各種原料、輔助材料要求見表10。表10原料及輔助材料要求1主要組成包括：H?、CO、CH?、CO?、N?、H?S2鈷、鉬催化劑，性能要求符合HG/T27793甲醇密度：(0.791～0.792)t/m3(20℃);餾程：(64.0～65.5)℃4甲烷化催化劑鈷、鎳基催化劑，性能要求符合HG/T25095壓力：(0.4～0.6)MPa(G);溫度：飽和67壓力：(0.5～0.6)MPa(G)；溫度：≤40℃;純度：99.6%（v/v）8壓力：≤9.0MPa(G)；溫度：40～60℃;純度：99.6%(v/v)9上水：(0.4～0.6)Mpa(G)，(254.5.3本工序主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求1級變換爐，操作壓力(2～3.5)MPa(G)，溫度范圍(240~2對干燥的原料氣進(jìn)行H2S和CO2的吸收。操作壓力(5.8~6.3)Mpa(G)，操作溫度(－5516.2)℃氣中CO2＜1%，H2S<3在操作壓力(0.32～0.47)Mpa(G)、操4H2S濃縮塔在操作壓力：(0.19～0.33)Mpa、操作溫度(－62.43~40)℃條件下將從CO2解析塔出來的甲醇液中H2S5在操作壓力(0.15～0.32)Mpa(G)、操作溫度(10～4條件下對CO2產(chǎn)氣和H2S濃縮塔的尾氣用脫鹽 滌，使尾氣中的甲醇得以回收后經(jīng)尾氣放空筒6器對自低溫甲醇洗的含有CO和H2凈化氣在甲作用下進(jìn)行高溫（600～650）℃兩級甲烷化>96%含量（V%96%4.5.4本工序操作技術(shù)規(guī)程4.5.4.1煤氣變換工段變換反應(yīng)熱，最后將煤氣冷卻到40℃送入低溫甲醇洗裝置。煤氣中H2/CO=1.6，工藝上可根據(jù)甲烷合來自粗煤氣凈化分離工序的除塵除油煤氣首先經(jīng)過串聯(lián)的換熱器利用變換氣的熱使煤氣升溫到所H/C調(diào)節(jié)的需要。變換系統(tǒng)的催化劑升溫還原設(shè)4.5.4.2酸性氣體脫除工段料氣中的CO2和H2S。甲醇在吸收塔吸收CO2和H2S后，經(jīng)換熱及氨冷卻被送至閃蒸罐閃蒸，去除部分CO2及H2S濃縮塔底部出來的甲醇液經(jīng)換熱后連同從甲醇水分離塔蒸餾出的甲醇溶液進(jìn)入甲醇再生塔進(jìn)行再來自低溫甲醇洗的原料氣除小部分送往PSA供催化劑還原使用外，首先原料氣進(jìn)行換熱提溫，經(jīng)分熱器中中進(jìn)一步加熱后進(jìn)入四級甲烷化反應(yīng)器進(jìn)行甲烷化反應(yīng)。甲烷化反應(yīng)器的出口氣經(jīng)換熱器降溫后，最終在SNG循環(huán)冷卻器中降溫，所產(chǎn)生的工藝?yán)淠跉庖悍蛛x器中除去，成品氣從分離器的頂部出來送至首站，完成甲烷化合成任務(wù)，成品氣中甲烷含量4.5.5本工序產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法14.5.6衛(wèi)生/安全及環(huán)保要求4.5.6.1在本工藝流程中，有多種有毒、有害、易燃、易爆的氣體和液體，本裝置要注意除塵、防腐4.5.6.2酸性氣體脫除工段運(yùn)行過程中，設(shè)備和管線上會(huì)形成含有硫化鐵或鐵的沉積物，在干燥狀態(tài)與空氣或氧氣接觸會(huì)自燃，需要用水、水蒸氣或液體工作介質(zhì)濕潤自然沉積物鈍化。4.5.6.3按照GBZ2.1-2007化學(xué)有害因素相關(guān)規(guī)定，各種物料在空氣中的最高允許濃度CO≤30mg/m3,H?S≤10mg/m3,CH?OH≤54.6催化劑回收工序4.6.1工藝描述本工序包括多級逆流水洗、消解、CO?氣洗、濃縮、新鮮催化劑補(bǔ)充五個(gè)工段，工藝流程見圖6:灰渣多級逆流催化劑濃縮液新鮮催化劑圖6催化劑回收工序工藝流程示意圖4.6.2原料及輔助材料要求本工序采用的各種原料、輔助材料要求見表13。表13原料及輔助材料要求123456進(jìn)水壓力：≥0.4MPa(G),進(jìn)水溫度：≤32℃;出水壓力：≥0.2MPa(G),出水溫度：≤40℃7中壓蒸汽壓力：(1.5～2.5)MPa(G);溫度：飽和8壓力：(0.2～0.5)MPa(G);溫度：飽和9高壓氮?dú)鈮毫Γ?2.0～3.0)MPa(G);溫度：≤40℃壓力：(0.3～0.5)MPa(G);溫度：≤40℃4.6.3參數(shù)要求本工序主要設(shè)備及工藝參數(shù)要求見表14。123在(800～1000)kPa(G)、(160～200)℃下4行2+Mg2+與CO2反應(yīng)生成沉淀5～－6槽4.6.4本工序操作技術(shù)規(guī)程4.6.4.1水洗工段來自煤催化氣化工序的灰渣進(jìn)入水洗工段，水洗工段為多級逆流水洗工藝流程，水洗攪拌時(shí)間為20min。經(jīng)過多級逆流水洗操作回收灰渣中可溶性鉀催化劑后，水洗渣進(jìn)入消解工段，利用消解反應(yīng)回行水洗操作，依次類推，經(jīng)過多級水洗過程得到的4.6.4.2消解工段4.6.4.3氣洗工段氣洗。二氧化碳與溶液中S2-反應(yīng)生成H2S進(jìn)入氣相，與未反應(yīng)的二氧化碳由塔頂部排至大氣；二氧化碳與溶液中的SiO32-、AlO2-、Ca2+、Mg2+反應(yīng)生成沉淀，并與催化劑溶液一起由塔底排出。從氣洗塔底部排4.6.4.4濃縮工段4.6.4.5新鮮催化劑補(bǔ)充4.6.5本工序產(chǎn)品要求及質(zhì)量檢驗(yàn)方法124.6.6衛(wèi)生/安全及環(huán)保要求在衛(wèi)生、安全、環(huán)保方面，本工序應(yīng)當(dāng)注意b)催化劑回收工序物料品種較少，無易燃、易爆、有毒物質(zhì)，但催化劑回收液技術(shù)要求123270～3104Cl-，mg/L567Na+，g/LB.1標(biāo)準(zhǔn)中所涉及的原料煤及爐煤要滿1>10.0～20.0>20.0～40.02>10.0～20.0>20.0～30.03全硫>1.00～2.00>2.00～3.00a4G>20～50a全硫大于3.00%的煤也可用于流化床氣化。123結(jié)渣性煤灰熔融性軟化溫度ST，℃>T14燒結(jié)溫度，℃>T15注：焦渣特征1、2、3指焦渣特征代號為1型、T1為催化氣化工藝操作溫度，非固定值，根據(jù)工藝具體條件不同可在一定范圍（600℃~800℃)內(nèi)調(diào)整。b)測定步驟設(shè)定氣氛馬弗爐操作溫度為700℃、操作壓力為3.5MPa(G