煤制天然气过程变换单元建模与能量集成

我国煤制天然气项目经过国家"十二五"时期进一步升级示范,工艺上取得了突破性进展。然而煤制天然气项目面临集成度不高,整体能耗较大的问题。高效回收利用变换单元放出的反应热是降低煤制天然气项目能耗的一条有效途径。本文首先建立了基于反应动力学的固定床反应器模型,在满足变换反应调整氢碳比要求下,通过对反应操作参数的优化,提高了系统（火用）输出。在对优化后变换单元过程能量分析的基础上,建立了新的变换单元热回收网络。实现了过程反应参数优化和换热网络的集成优化。新工艺的能效比现行工艺提高9个百分点,达到86.3%,投资增加了5.5%,投资回收期为2.1年。     

煤和焦炉气联供制合成天然气过程的建模、模拟与分析

近年来中国的煤制天然气项目快速发展。然而煤制天然气项目的CO₂排放量大、污水产量高难处理,生产过程能效低。与此同时,中国焦炭工业每年产生约700亿立方米的副产物焦炉气,这些富氢的焦炉气大多被燃烧或直接排放进入大气,对环境造成严重影响,同时还浪费了巨大的经济价值。煤和焦炉气联供制天然气新工艺可有效解决这些问题。焦炉气与煤元素互补,焦炉气中的氢气可用来调节合成气的氢碳比;甲烷可通过甲烷干重整过程降低煤制烯烃过程排放的CO₂,提高碳元素利用率,实现节能减排。本文针对煤和焦炉气联供制天然气这个新的工艺过程进行建模、模拟与分析,发现新过程的能效比煤天然气烃过程提高了约8个百分点,而CO₂排放量则减少了约60%。