天然气造气工艺流程说明.docx

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天然气造气工艺流程说明

天然气造气工艺流程说明一、合成氨工序造气流程：

经加压脱硫来的天然气和蒸汽混合分别送进各自的混合气预热器预热后进入箱式一段转化炉和换热式转化炉进行转化反应，反应后的气体和甲醇工段送来的驰放气进入二段炉。

压缩送来的空气，经过空气预热器预热达到一定温度后进入二段炉，空气中的氧与转化气中的氢燃烧释放热量在二段炉内继续进行甲烷转化（当有甲醇弛放气时，配适量的纯氧）。

出二段炉的工艺气体进入换热式转化炉的管间，作为热源供换热式转化炉转化管内天然气的转化，然后管间的二段转化气离开换热式转化炉进入换转炉的混合气预热器，预热进换转炉的混合气，换热后的二段转化气经过废热锅炉进一步回收热量产生蒸汽，气体降至一定温度后进入中温变换炉进行一氧化碳的变换，中温变换炉出来的气体进入甲烷化第二换热器，预热甲烷化入口气，换热后的中温变换气进入中变废锅，气体降至一定温度后进入低温变换炉，进一步将一氧化碳变换为二氧化碳，出低温变换炉一氧化碳达到≤

0.3%，经低变废锅回收部份热量产蒸汽，回收热量后的低变

气进入脱碳系统低变气再沸器预热再生塔底部溶液，最后进入低变冷却系统降温至35℃以下进入压缩工段或碳化工段。

脱碳来的净化气或压缩来的碳化气进入甲烷化第一换热器预热后进入甲烷化第二换热器进一步预热，气体达到一定温度后进入甲烷化炉，残余的一氧化碳和二氧化碳在镍触媒作用下生成甲烷，使CO+C2O的含量＜10PPm，甲烷化出来的气体进入甲一换回收部份热量后进入甲烷化第一、第二冷却器，气体温度降至35℃以下送压缩加压，最后送往合成氨工序。

二、甲醇造气流程经加压脱硫来的天然气和蒸汽混合分别送进各自的混合气预热器预热后进入箱式一段转化炉和换热式转化炉进行转化反应，反应后的气体进入二段炉。

空分来的氧气经预热后达到一定温度进入二段炉，氧与转化气中的氢燃烧释放热量在二段炉内继续进行甲烷转化。

出二段炉的工艺气体进入换热式转化炉的管间，作为热源供换热式转化炉转化管内天然

气的转化，然后管间的二段转化气离开换热式转化炉进入换转炉的混合气预热器，预热进换转炉的混合气，换热后的二段转化气经过废热锅炉进一步回收热量产生蒸汽，气体降至一定温度后根据甲醇合成气体成分情况通过中变近路阀调整入中温变换炉的气量进行一氧化碳的变换，以便调整气体成分。

中温变换炉出来的气体和中变近路转化气进入甲化第二换热器，预热甲醇合成来的弛放气，换热后的中温变换气或转化气进入中变废锅，气体降至一定温度后根据中变气体的成分通过低变近路阀调整入低温变换炉的气量，进一步调整气体成分，低变炉或低变近路来的气体经低变废锅回收部份热量产蒸汽，回收热量后的气体进入脱碳系统低变气再沸器预热再生塔底部溶液（若脱碳未开就不经过再沸器），最后进入低变冷却系统降温至35℃以下进入压缩工段。

压缩来的气，根据甲醇合成气体成分情况，通过吸收塔近路阀调整气量控制成分，合格气体送压缩加压后到甲醇合成。

第四节触媒升温还原

一）一、二段炉、换转炉升温还原

1、升温还原控制指标如下表，根据催化剂性能不同，控制

指标也有所不同

阶段名

称

一段炉

二段炉

换热式

转化炉

升速

℃/小

时

时间

h

累计

n

备注

常温

-150

20

7

7

系统压

力

空气升

150

220

>130

恒温

15

22

0.3～

温

150～

300

15～

20

7-8

29

0.4

300

恒温

12

41

开脱硫

蒸汽升

300～

500

400

25

12

53

开始加

温

550

>420

恒温

4

57

天然气

550～

650

600

50

2

59

一二段

650～

720

600～

900

20

5

64

二段炉

加空气

催化剂

720

900

420～

恒温

69

还原

720～

680

850

700

20

71

换转炉

加天然

气

2、升温还原要求和注意事项

（1）空气升温

一般将一段转化炉、二段转化炉、换热式转化炉同时进行空

气升温。

空气升温的目的是将催化剂从常温预热到一定程度，以便下一步导入水蒸汽时不产生冷凝水，空气升温不能把温度升得过高，以免催化剂中石墨与空气燃烧。

升温的热源来自一段炉辐射段的烧嘴。

（2）蒸汽升温空气升温切换为蒸汽升温，事先要确认床层温度已足够高，导入蒸汽后不会冷凝。

3）催化剂的还原一段炉出口温度升至650℃以上时，向水蒸汽中加入少量脱

硫合格天然气进行还原，稳定一段时间后向二段炉加空气，视二段温度情况向换转炉加天然气进行还原。

（二）中变催化剂的升温还原

1、升温还原控制指标

阶段

温度区间

升温速度

℃/h

时间

备注

常温-120

25

5

空气升温

120

0

2

120-180

20

3

蒸汽升温

180-220

15

3

还原

220-420

10

20

蒸汽配转化

气

加压放硫

420-390

0

48

转化气

2、注意事项

1）空气升温结束后，在配入还原气以前应用蒸汽进行置

换，并置换彻底，以免残存氧含量高重新被氧化，放出大量

的热而烧毁催化剂

（2）在升温还原过程中，安排几次恒温，以拉平床层温度。

（3）CO对Fe2O3的还原能力很强，浓度从0.5%,1%,2%⋯⋯慢慢增加，以防止CO浓度过高，使催化剂的温度急剧上升。

（4）催化剂在350℃时，其还原就可达到90%以上，最高还原温度应严格控制，不超过正常操作温度上限。

（5）放硫时间根据中变催化剂的性能决定。

（三）低变催化剂升温还原

1、升温还原控制指标

阶段

温度区间

升温速度

℃/h

时间

备注

常温-120

20

5

有条件的最

120

0

2

空气升温

好用氮气升

120-170

20

3

温

170

0

4

蒸汽置换升

170-200

15

2

温

还原

200-210

在温度区间

稳定操作，

提温时2℃/

次

蒸汽配氢0.3-2%六次调节

配氢2-5%，五次调节5-30%逐渐加大

200-210

210-220

加压投产

190

2、注意事项

（1）氢浓度控制从还原初期的0.1-0.5%，随着反应的进行，逐步提高到2%，还原末期可增至10-30%.

（2）最终还原温度通常控制在210℃，还原过程中任何一点温度不宜超过230℃。

（3）配氢原则：

提温不提氢，提氢不提温，少配勤配。

（四）甲烷化升温还原

1、升温还原控制指标

阶段

温度区间

升温速度

℃/h

时间

备注

常温-120

20

5

120

0

4

脱碳气升温

120-250

20

7

250-300

10

5

300

0

4

300-400

10

10

还原

400

0

8

400-430

10

3

降温投产

430-300

300

4

2、注意事项

（1）催化剂温度低于150℃时，升温载气中不应会有CO和水蒸汽，以免生成羰基镍，降低催化剂的活性或由于水的冷凝，影响摧毁催化剂的强度。

（2）当温度升至70℃左右时，催化剂内含有大量的吸附水

放出，并使床层形成一个自然恒温区。

此时应严格控制甲烷化入口温度不高于120℃，为有利于释放吸附水并拉平床层

温差，应作一次恒温。

（3）当温度升到300℃时，应作一次恒温，并严格控制CO+C2O含量不大于1%。

（4）催化剂还原期间最高温度不应超过450℃。

（5）还原结束后，降温至300℃后逐步加压至正常操作压力，进出H2基本相等，CO+C2O<20ppm，投入正式生产。