[發(fā)明專利]利用水合物法回收低濃度煤層氣中甲烷的方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004305.0
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN103160351A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫兆虎;程逵煒;吳劍峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種利用水合物回收低濃度煤層氣中甲烷的方法，其步驟如下：

1)注水過程：將來自冰水槽中的冰水混合物在常壓下注入反應(yīng)器，所述反應(yīng)器為至少二個并聯(lián)的反應(yīng)器；

2)水合反應(yīng)過程：當(dāng)各反應(yīng)器中的冰水混合物達(dá)到反應(yīng)器體積的50％～80％時，停止注水；

將經(jīng)過脫酸處理后6MPa～10MPa的低濃度煤層原料氣送入盛有冰水混合物的各反應(yīng)器；在各反應(yīng)器中低濃度煤層原料氣與冰水混合物進(jìn)行水合反應(yīng)，水合反應(yīng)過程中各反應(yīng)器保持3MPa～6MPa的反應(yīng)壓力及1℃～4℃的反應(yīng)溫度，低濃度煤層原料氣中的甲烷與冰水混合物中的水進(jìn)行水合反應(yīng)生成水合物漿體，低濃度煤層原料氣中其余難溶于水的氣體從各反應(yīng)器頂部排出；

3)排出過程：當(dāng)反應(yīng)器頂部排出氣中的甲烷含量為所述脫酸處理后的低濃度煤層原料氣中甲烷含量10v％，表明該反應(yīng)器內(nèi)部水合反應(yīng)已完成，此時向該反應(yīng)器停止供低濃度煤層原料氣，將該反應(yīng)器內(nèi)生成的水合物漿體排至分離器中；

4)分離過程：在分離器中將水合物漿體進(jìn)行過濾分離，其中濾液返回冰水槽，氣體部分從分離器頂部排出，固體部分為成型的天然氣水合物產(chǎn)品，送往低溫儲存容器進(jìn)行低溫儲存；

待各反應(yīng)器內(nèi)壓力回復(fù)至常壓后，再次進(jìn)行步驟1)、步驟2)及步驟3)過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的利用水合物法回收低濃度煤層氣中甲烷的方法，其特征在于，所述脫酸處理后的低濃度煤層原料氣中甲烷含量10v％～50v％，其余成分包含氮氣、水蒸氣及酸性氣體；所述酸性氣體為硫化氫和二氧化碳。

3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的利用水合物法回收低濃度煤層氣中甲烷的方法，其特征在于，步驟2)的水合反應(yīng)過程中，使用丙烷、異丁烷或四氫呋喃作為水合物生成促進(jìn)劑，用于加快水合物漿體的生成速度；所述促進(jìn)劑的加入量為所述脫酸處理后的低濃度煤層原料氣中甲烷摩爾含量的6％～12％。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的利用水合物法回收低濃度煤層氣中甲烷的方法，其特征在于，步驟2)的脫酸處理是采用胺法、物理溶劑法或分子篩法脫除低濃度煤層原料氣中的酸性組分。

5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的利用水合物法回收低濃度煤層氣中甲烷的方法，其特征在于，所述各反應(yīng)器中設(shè)有攪拌器，經(jīng)過脫酸處理后的低濃度煤層原料氣從各反應(yīng)器下部分別進(jìn)入各反應(yīng)器，在攪拌器的作用下充分與冰水混合物混合，以加快反應(yīng)速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的利用水合物法回收低濃度煤層氣中甲烷的方法，其特征在于，所述各反應(yīng)器帶有制冷裝置，用于移除水合反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，使各反應(yīng)器內(nèi)溫度保持1℃～4℃的反應(yīng)溫度。

7.一種利用水合物回收低濃度煤層氣中甲烷的裝置，其包括：

依次相連通的增壓機、穩(wěn)壓罐和脫酸系統(tǒng)；

至少二個并聯(lián)的反應(yīng)器；

冰水槽和分離器；

所述脫酸系統(tǒng)出口分別與各反應(yīng)器的低濃度煤層氣送入口相連通，其連接管路上分別裝有控制閥門；

各反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物出口分別與分離器相連通，其連接管路上分別裝有控制閥門；

所述冰水槽出口分別與各反應(yīng)器底部的冰水混合物入口相連通，其連接管路上分別裝有控制閥門；

所述分離器的出口與所述冰水槽入口相連通；

所述各反應(yīng)器與分離器的頂部分別設(shè)有帶泄壓排氣閥的氣體出口。

8.根據(jù)權(quán)利要求書7所述的利用水合物法回收低濃度煤層氣中甲烷的裝置，

其特征在于，還包括分別安裝于各反應(yīng)器的攪拌器。