[發(fā)明專利]合成氣的甲烷化方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080039924.2
• 申請日: 2010-07-08
• 公開（公告）號: CN102597172B
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路易吉·布雷桑;馬里亞·蘇迪羅
• 申請（專利權(quán)）人: 福斯特惠勒意大利有限責(zé)任公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;C01B3/48;C01B3/58;C07C1/02;C10L3/08
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 金鮮英;馮云

1.一種合成氣的甲烷化方法，其包括：轉(zhuǎn)移反應(yīng)步驟，其中至少一種待 處理的合成氣的第一餾分，同蒸汽一起進(jìn)料到轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)中，并在其中 發(fā)生轉(zhuǎn)移反應(yīng)；第一甲烷化步驟，其中在轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)中產(chǎn)生的氣流進(jìn)料 到至少第一甲烷化反應(yīng)器(4)中，并在其中發(fā)生甲烷化反應(yīng)；一個或多個其 他甲烷化步驟在串聯(lián)的各個第二甲烷化反應(yīng)器(5)中順序進(jìn)行；并且其中其 他甲烷化步驟通過加入未經(jīng)過轉(zhuǎn)移反應(yīng)的新鮮合成氣進(jìn)行；進(jìn)料到每個第二甲 烷化反應(yīng)器(5)中的新鮮合成氣的流量通過在同一個甲烷化反應(yīng)器(5)的出 口處檢測到的氣流溫度的函數(shù)來調(diào)節(jié)，以及通過在第一甲烷化反應(yīng)器(4)的 出口處檢測的氣流溫度的函數(shù)調(diào)節(jié)進(jìn)料到轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)中的蒸汽量的步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從第一甲烷化反應(yīng)器(4)中出來 的氣流全部加入到串聯(lián)的第二甲烷化反應(yīng)器(5)中。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，進(jìn)料到轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3) 中的蒸汽量滿足轉(zhuǎn)移反應(yīng)的需要，并且進(jìn)料的額外的蒸汽量滿足控制第一甲烷 化反應(yīng)器(4)中甲烷化反應(yīng)放熱的需要。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，進(jìn)行所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)以使 進(jìn)料到第一甲烷化反應(yīng)器(4)的氣流中CO的含量降低，并且此外，進(jìn)行所 述轉(zhuǎn)移反應(yīng)以產(chǎn)生一定量的CO₂，其在后續(xù)的甲烷化反應(yīng)中作為反應(yīng)物并與所 述轉(zhuǎn)移反應(yīng)殘留的H₂O一起作為控制所述甲烷化反應(yīng)放熱的惰性物。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)在H₂O過 量下進(jìn)行。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求1或2所述的方法，其包括進(jìn)入到所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器 (3)和/或一個或多個甲烷化反應(yīng)器(4，5)中的氣流的冷卻步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述冷卻步驟產(chǎn)生至少部分進(jìn)料 到所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)中的蒸汽。

8.一種合成氣甲烷化裝置(1)，其包含：轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)，與氣體進(jìn)料 管路(2)的主管線(9)和蒸汽進(jìn)料管路(6)相連，以便于通過所述主管線 (9)進(jìn)料的合成氣和通過所述蒸汽進(jìn)料管路(6)進(jìn)料的蒸汽完成轉(zhuǎn)移反應(yīng)； 至少一個在其中發(fā)生甲烷化反應(yīng)的第一甲烷化反應(yīng)器(4)沿主管線(9)置于 所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)的下游；一個或多個其他第二甲烷化反應(yīng)器(5)，沿主 管線(9)串聯(lián)在所述第一甲烷化反應(yīng)器(4)的下游；該裝置的特征在于：

-所述氣體進(jìn)料管路(2)包含一個或多個輔助管線(11)，所述輔助管線 (11)將未通過轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)的新鮮合成氣流進(jìn)料到各個第二甲烷化反應(yīng) 器(5)中；

-所述裝置還包含可操作地與所述氣體進(jìn)料管路(2)和所述蒸汽進(jìn)料管路 (6)相連的控制系統(tǒng)(7)，并且包含與各個調(diào)節(jié)組件(19，12)連接的溫度 控制器(21，22)，并且設(shè)定以便在沿主管線(9)的每個甲烷化反應(yīng)器(4，5) 的出口處檢測所述氣體進(jìn)料管路(2)中循環(huán)氣流的溫度，并據(jù)此控制相連的 調(diào)節(jié)組件(19，12)；

-第一控制器(21)檢測在所述第一甲烷化反應(yīng)器(4)的出口處的氣流溫 度，并且基于在第一甲烷化反應(yīng)器(4)的出口處檢測到的氣流的溫度，控制 蒸汽入口管線(18)的調(diào)節(jié)組件(19)來調(diào)節(jié)進(jìn)料到所述轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)中 的蒸汽流量；

-第二控制器22檢測每個甲烷化反應(yīng)器(5)的出口處的氣流溫度，并控 制輔助管線(11)的各個流量調(diào)節(jié)組件(12)依照在每個第二甲烷化反應(yīng)器(5) 的出口處檢測的溫度值的函數(shù)來調(diào)節(jié)進(jìn)料到各個甲烷化反應(yīng)器(5)的新鮮合 成氣流量。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其包含沿主管線(9)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)移反 應(yīng)器(3)和/或各個甲烷化反應(yīng)器(4，5)上游的換熱器(13，14，15)來冷 卻進(jìn)入到每個所述反應(yīng)器的氣流。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述換熱器(13，14，15)與蒸 汽進(jìn)料管路(6)相連，并產(chǎn)生至少部分進(jìn)料到轉(zhuǎn)移反應(yīng)器(3)中的蒸汽。