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天然气作为一种安全、清洁、高效的一次能源,其需求量日益增大。为了缓解我国的天然气供需矛盾,保护国家的能源战略安全,开发新型、高效、清洁的天然气生产工艺成为我国能源、环境等战略研究方向的主要研究课题。本论文在对我国能源特点以及焦炉气甲烷化制天然气行业现状进行深入分析的基础上,利用Aspen plus软件对S-1型等温甲烷化催化剂、等温甲烷化反应器及等温甲烷化工艺系统进行了模拟研究。然后,将该等温甲烷化工艺系统与某工厂现有的绝热甲烷化工艺系统在能量利用和经济效益方面进行了对比。最后,通过经济分析证明了等温甲烷化项目具有可行性。首先,我们测定了在S-1型催化剂作用下甲烷化反应的宏观动力学参数,拟合出了甲烷化反应的宏观动力学方程。然后,基于该动力学模型利用Aspen plus软件对焦炉气甲烷化反应及等温甲烷化反应器进行了模拟,考察了在不同温度、压力及原料组成下反应器内部的产物分布情况,并对反应器体积进行了估算。研究表明,该等温催化剂在设计温度及压力下甲烷的生成速率为50.08mol?kg-1?h-1能够满足工业生产需要,为了保证等温反应器床层温度分布均匀,催化剂需要梯度装填。同时年产1亿方天然气所需等温反应器的体积约为11m3,仅为相同生产规模下绝热甲烷化反应器的7%。基于工厂现有绝热甲烷化工艺系统及等温反应器,我们分别对年产1亿方液化天然气（LNG）的绝热甲烷化工艺系统和等温甲烷化工艺系统进行了全流程模拟,得到了各个系统中主要物流的基本数据。然后,对两工艺系统进行了能量分析,分别对比了两工艺系统的热效率及?效率。最后,对两工艺进行了经济分析,考察了两项目投资、成本、及其它经济指标。研究表明,等温甲烷化工艺系统的热效率为91.74%,项目投资约为23948.21万元,产品成本约为2.23元/Nm3,这些指标均低于绝热甲烷化工艺系统,同时经财务盈利能力分析证明等温甲烷化工艺项目具有可行性。说明在同等生产规模下,等温甲烷化工艺系统较绝热甲烷化工艺系统更优。