[發明專利]一種煤制油聯產代用天然氣的方法

有效

• 申請號: 200910180774.6
• 申請日: 2009-10-22
• 公開（公告）號: CN102041019A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 吳昊;胡志海;聶紅;李猛;徐潤;侯朝鵬;夏國富
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;C10L3/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明涉及一種煤轉化為氣體烴和液體烴的方法，更具體地說，是一種合成氣甲烷化反應和費-托合成反應的組合方法。

背景技術

我國的能源結構為“富煤、缺油、少氣”，這一特點決定了尋求油、氣的替代能源是我國經濟發展與能源戰略安全的長遠戰略。我國豐富的煤炭資源為煤化工產業發展提供了廣闊的市場。

高油價和石油供應的不穩定性催生了替代能源的快速發展，能源問題成為全世界關注的焦點。在這樣的背景下，站在國家能源安全的戰略高度出發，發展適合我國國情的替代性能源，就成為了保證國家經濟持續發展不可回避的一個重要課題，而煤化工替代性能源就是在這樣的背景下推出的。由煤經氣化后再經費托合成制備的油品具有清潔、可替代石油的特點；由煤經氣化再經甲烷化制備的代用天然氣備很好的天然氣替代性。從目前的技術成熟度和產業化可行性的角度上來說，無論煤制油還是煤制天然氣均已經具備大規模產業化的基礎。在煤制油領域，目前已經建成的工廠有南非的Sasol工廠和PetroSA工廠、shell在馬來西亞也建設了GTL工廠并于1993年投入運轉、卡塔爾的Oryx工廠也于2006年投入運轉。在煤制天然氣領域，美國的大平原煤氣廠1984年投入運轉至今。在我國，兗礦集團、神華集團、潞安集團、伊泰集團均在規劃煤制油工廠。

US4133825公開了一種代用天然氣的生產方法，該方法使用兩個甲烷化反應器串聯的方法。將原料氣分為兩股，第一股原料氣與第二個甲烷化反應器出口氣體混合進入第一個甲烷化反應器，第一個甲烷化反應器出口物流與第二股原料氣混合后進入第二個甲烷化反應器，第二個甲烷化反應器出口氣體除部分循環回一反外，其余氣體脫除CO后作為代用天然氣輸出。

US5827902公開了一種多段漿態床費-托合成方法，該方法采取多個漿態床反應器串聯的方式進行操作，反應器個數為2-5個。

現有技術中沒有煤制油和煤制天然氣的組合工藝。

發明內容

本發明的目的是在現有技術的基礎上提供一種煤制油聯產代用天然氣的方法。

本發明提供的方法包括以下步驟：

(1)煤經氣化得到包含H₂和CO在內的合成氣；

(2)步驟(1)得到的合成氣進入甲烷化反應器在甲烷化催化劑的作用下進行甲烷化反應；

(3)甲烷化反應器出口物流進行氣液分離，得到氣體I和液體I；

(4)步驟(3)得到的氣體I部分循環至甲烷化反應器入口進一步參與反應，未循環的氣體I進入費-托合成反應器在費-托合成催化劑的作用下進行費-托合成反應；

(5)費-托合成反應器出口物流進行氣液分離，得到氣體II和液體II；液體II作為合成油輸出，氣體II進一步分離為富CH₄氣體和其他氣體，富CH₄氣體作為代用天然氣輸出。其中代用天然氣中CH₄含量至少為90體積％。

在本發明另一個優選方案中，所述步驟(1)得到的合成氣進入甲烷化反應器前，進入變換反應器進行變換反應，得到變換后的合成氣再進行凈化，除去合成氣中的硫，得到凈化合成氣。所得凈化合成氣進入甲烷化反應器進行反應。

所述甲烷化催化劑為Ni基催化劑。

所述甲烷化反應條件為反應溫度250～800℃、壓力1.5～4.5MPa、氣體空速300～10000h^-1、H₂/CO摩爾比1.5～4.0、循環比2～15。

甲烷化反應得到氣體I進入費-托合成反應器，進行費-托合成反應。所述進入費-托合成反應器的氣體I中CH₄含量為10～90體積％，優選為40～70體積％。

在所述甲烷化反應器和費-托合成反應器之間通入H₂或CO，對進入費-托合成反應器的氣體中H₂/CO摩爾比進行調節，使得進入費-托合成反應器的氣體中H₂/CO摩爾比在1.5～3.0之間。

所述費-托合成催化劑為Fe基催化劑或Co基催化劑。

所述費-托合成反應器為漿態床反應器。其中漿態床反應器為一個反應器或多個反應器串聯。所述串聯的漿態床反應器個數為2～10個。

所述費-托合成反應條件為反應溫度180～260℃、壓力1.5～4.5MPa、氣體空速300～3000h^-1、H₂/CO摩爾比1.5～3.0、循環比2～15。

本發明的優點：