現代煤制天然氣工廠概念設計研究（簡體書）

本書是結合煤制天然氣工廠建設,在“面向城鎮用戶的現代煤制天然氣工廠概念設計（研究）”成果基礎上系統完善而成，比較系統研究了煤制天然氣工廠建設過程中需要注意的問題和把握的原則。
本書主要論述了煤制天然氣的基本概念、意義以及可行性；分析了煤制天然氣工廠設計所應考慮的功能性需求、運營性需求和約束性需求，提出了“從煤礦到城鎮用戶”這一供應鏈上存在的主要矛盾；從設計角度對空分、氣化、變換、淨化、甲烷化、乾燥、“三廢”處理、資訊技術、副產品加工等技術進行了系統評述，提出了設計時應重點考慮的技術策略；構想了三個面向城鎮用戶的煤制天然氣工廠的設計方案；最後提出了八點建議。本書內容完整，實用性強，理論聯繫實際，內容貼近工程建設和生產運營實踐。
本書可供從事煤制天然氣以及其他煤炭轉化、石油化工等領域技術和管理人員、高等院校相關專業師生閱讀與參考。

李安學

男，1964年生，工學學士、工商管理碩士、管理學博士，化學工程與技術學科博士後經歷，教授級高級工程師，享受2006年國務院頒發的政府特殊津貼。1984年大學畢業後，長期在中國石油、中國化工、中國大唐等所屬石油化工和煤化工企業或專業公司從事生產技術與經營管理工作。

2009年3月調入大唐能源化工有限責任公司任副總經理，後兼任中國大唐集團公司煤炭產業部副主任，期間曾兼任遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司總經理。參與了中國化工油氣總公司的組建與整合、中國大唐集團所屬煤制天然氣、煤制烯烴等部分專案的工程建設和生產經營管理等工作，是國家863專案“煤氣化甲烷化關鍵技術開發與煤制天然氣示範工程”課題三“合成氣完全甲烷化成套工藝技術開發”組長、國家能源局煤炭清潔利用諮詢專家（2014-2016）、國家能源局煤炭深加工技術裝備自主化專家組成員。

第1章總論/1

1.1煤制天然氣基本概念2

1.1.1直接煤制天然氣技術2

1.1.2間接煤制天然氣技術2

1.2我國發展煤制天然氣的背景5

1.2.1煤炭在我國未來一次能源結構中仍將占主導地位5

1.2.2煤炭資源利用與傳輸的新途徑6

1.2.3煤炭利用新方式8

1.2.4天然氣供應新管道9

1.2.5煤制天然氣是我國優化能源結構和保障能源安全的重要手段9

1.2.6世界上已有運行多年的煤制天然氣工廠10

1.3我國發展煤制天然氣的可行性12

1.3.1技術可行性12

1.3.2經濟可行性12

1.3.3市場空間方面14

1.3.4其他方面15

1.4我國煤制天然氣項目現狀16

1.4.1煤制天然氣備受關注16

1.4.2存在的問題17

1.5煤制天然氣工廠概念設計研究的意義18

1.6研究內容與技術路線18

1.7本章小結19

參考文獻19

第2章煤制天然氣工廠設計的需求分析/23

2.1功能性需求25

2.2運營性需求26

2.2.1原料煤資源特點26

2.2.2煤制天然氣裝置特點28

2.2.3煤制天然氣產品特點29

2.2.4我國天然氣供應和消費特點29

2.2.5城鎮用戶的天然氣消費特點及用氣規律32

2.2.6面向城鎮用戶的煤制天然氣供應鏈上存在的矛盾分析36

2.3約束性需求36

2.3.1強制性約束36

2.3.2非強制性約束41

2.4本章小結42

參考文獻43

第3章煤制天然氣技術現狀及發展趨勢/45

3.1空分技術現狀及發展趨勢46

3.1.1空分原理及工藝流程46

3.1.2國內外空分技術發展情況47

3.1.3主要空分技術比較49

3.1.4國內外主要空分製造商發展現狀51

3.1.5空分配套機組發展現狀54

3.2氣化技術現狀及發展趨勢56

3.2.1煤氣化基本原理56

3.2.2煤氣化技術分類57

3.2.3主要氣化工藝技術60

3.2.4氣化技術對比105

3.2.5褐煤氣化進展112

3.2.6氣化技術選擇114

3.3變換技術現狀及發展趨勢117

3.3.1變換催化劑118

3.3.2變換工藝流程與設備121

3.3.3變換技術選擇130

3.4淨化技術現狀及發展趨勢130

3.4.1脫硫技術130

3.4.2脫碳技術132

3.4.3聚乙二醇二甲醚法132

3.4.4低溫甲醇洗法137

3.4.5淨化技術選擇149

3.5甲烷化技術現狀及發展趨勢152

3.5.1技術原理與發展歷程152

3.5.2甲烷化催化劑153

3.5.3甲烷化工藝技術157

3.6天然氣脫水技術現狀及發展趨勢196

3.6.1脫水技術簡介196

3.6.2三甘醇脫水工藝流程與設備198

3.6.3三甘醇脫水工藝的國內工程應用199

3.7固體廢物處理技術200

3.7.1固體廢物的來源201

3.7.2治理措施201

3.8廢氣處理技術202

3.8.1廢氣的來源202

3.8.2廢氣的組分及治理措施202

3.8.3硫黃回收技術203

3.8.4煙氣脫硝技術212

3.8.5二氧化碳的捕集與利用220

3.9廢水處理技術222

3.9.1煤氣化廢水的來源222

3.9.2典型煤氣化技術的廢水特點222

3.9.3碎煤加壓氣化廢水處理方法224

3.9.4煤氣化廢水“零排放”現狀及趨勢233

3.10深加工技術現狀及發展趨勢234

3.10.1煤焦油深加工236

3.10.2典型煤化工專案副產品利用情況241

3.11資訊技術在煤化工中的應用現狀及發展趨勢242

3.11.1資訊化建設內容242

3.11.2資訊化實施範圍244

3.11.3煤化工企業資訊化發展趨勢244

3.12本章小結251

參考文獻252

第4章煤制天然氣工廠設計的技術策略/261

4.1煤源穩定策略262

4.1.1實施煤源穩定策略的重要原因262

4.1.2煤制天然氣工廠應注重採用低階煤263

4.2單元技術成熟策略264

4.2.1採用成熟可靠技術有利於工廠穩定可靠運行264

4.2.2採用成熟技術並不排斥新技術264

4.3裝置多系列設置策略265

4.3.1採用裝置多系列設置策略的原因265

4.3.2裝置系列數的確定原則266

4.4裝備本地化策略266

4.4.1裝備本地化的含義266

4.4.2實施裝備本地化策略的意義267

4.4.3裝備本地化應進行評估267

4.5儲氣調峰策略267

4.5.1天然氣供應調峰的種類268

4.5.2煤制天然氣工廠的調峰方式268

4.5.3天然氣供應調峰方式269

4.5.4煤制天然氣工廠宜採取儲氣調峰方式271

4.5.5儲氣調峰策略應注意的問題271

4.6綜合先進策略272

4.6.1綜合先進策略的含義272

4.6.2採用有效的環境保護控制技術272

4.6.3實施清潔化生產工藝273

4.6.4採用新工藝、新技術、新設備、新材料支撐274

4.6.5採用先進控制與資訊技術274

4.6.6採用先進的給排水技術275

4.6.7採用先進的安全與消防技術276

4.6.8先進的工廠總圖佈置以及裝置聯合佈置技術276

4.7工廠基地化策略277

4.8本章小結278

參考文獻278

第5章煤制天然氣工廠構想/281

5.1基於碎煤加壓氣化技術的煤制天然氣工廠方案282

5.1.1加工原料及總工藝流程282

5.1.2主要裝置組成及規模283

5.1.3節能措施283

5.1.4支撐本構想的關鍵技術285

5.1.5儲氣調峰配套設施286

5.1.6自動控制及資訊化286

5.1.7工廠總平面佈置287

5.1.8給排水287

5.1.9供電289

5.1.10環境保護289

5.1.11園區建設291

5.2基於碎煤加壓氣化與水煤漿氣化聯合技術的煤制天然氣工廠設計方案292

5.2.1加工原料及規模292

5.2.2總工藝流程292

5.2.3主要裝置組成及規模292

5.2.4廢水防治措施294

5.3基於碎煤加壓氣化與粉煤氣化聯合技術的煤制天然氣工廠設計方案295

5.3.1加工原料及規模295

5.3.2總工藝流程295

5.3.3主要裝置組成及規模295

5.3.4廢水防治措施297

5.4單一氣化與聯合氣化設計方案比較298

5.4.1碎煤加壓氣化優點、缺點298

5.4.2水煤漿氣化優點、缺點298

5.4.3粉煤氣化優點、缺點298

5.4.4基於碎煤加壓氣化和水煤漿氣化聯合技術的煤制天然氣工廠方案優點299

5.4.5基於碎煤加壓氣化和粉煤氣化聯合技術的煤制天然氣工廠方案優點299

5.4.6能源轉化效率和裝置綜合能耗299

5.5本章小結300

第6章結論與建議/301