[發(fā)明專利]焦?fàn)t煤氣與發(fā)生爐煤氣耦合生產(chǎn)天然氣的方法及生產(chǎn)裝置

無效

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• 申請日: 2014-05-27
• 公開（公告）號: CN104194850A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧君堯
• 申請（專利權(quán)）人: 顧君堯
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08;C10L3/10
• 代理公司: 北京市卓華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11299
• 代理人: 申率

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣的生產(chǎn)，具體為一種焦?fàn)t煤氣與發(fā)生爐煤氣耦合生產(chǎn)天然氣的方法及采用該方法生產(chǎn)天然氣的生產(chǎn)裝置。?

背景技術(shù)

焦?fàn)t煤氣是焦化行業(yè)在生成焦炭過程產(chǎn)生的副產(chǎn)品，煉焦煤在隔絕空氣條件下加熱到1000℃左右進(jìn)行高溫干餾，通過熱分解和結(jié)焦作用產(chǎn)生出焦炭、焦?fàn)t煤氣和其他煉焦化學(xué)產(chǎn)品，經(jīng)過凈化的煤氣屬中熱值煤氣，發(fā)熱量為17500kJ/Nm³左右，每噸煤約產(chǎn)煉焦煤氣300-400?m³，約占裝爐煤質(zhì)量的16%-20%，其主要成分是氫和甲烷，可分離出供化學(xué)合成用的氫氣和代替天然氣的甲烷，但通過分離方式制備氫氣和天然氣的工藝較為復(fù)雜，成本較高，實(shí)際推廣有較大難度，而直接用作燃料則因熱值相對較低不適于長距離輸送，除煉焦設(shè)備就地消耗一少部分之外，剩余的大部分焦?fàn)t煤氣則需要另找出路，否則只能點(diǎn)“天燈”白白燒掉甚至直接排空，造成大量的資源浪費(fèi)且污染環(huán)境，因此焦?fàn)t煤氣的綜合利用成為煉焦企業(yè)生存與發(fā)展的關(guān)鍵，目前一些大型的煉焦企業(yè)建設(shè)了焦?fàn)t煤氣制甲醇項(xiàng)目，但焦?fàn)t煤氣制甲醇技術(shù)復(fù)雜，投資較大，而且國內(nèi)甲醇產(chǎn)能過剩，經(jīng)濟(jì)效益難以保證，特別是對于中小焦化企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模相對較小，焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量少，制備甲醇更是缺乏成本優(yōu)勢。?

為提高焦?fàn)t煤氣的利用價(jià)值，人們還提出了一種通過甲烷化處理技術(shù)將焦?fàn)t煤氣制備成由甲烷組成的天然氣（人工天然氣），甲烷化的主要作用是將焦?fàn)t煤氣中的一氧化碳和二氧化物通過氫氣還原為甲烷，由于煉焦煤氣中氫的含量很高，經(jīng)過甲烷化工藝后的氣體中依然存在大量的氫，依然需要進(jìn)行氫氣的分離，由此不僅是工藝過程依然比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，而且副產(chǎn)氫氣的經(jīng)濟(jì)效益也不理想，影響了這種技術(shù)在實(shí)踐中的推廣利用。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t煤氣與發(fā)生爐煤氣耦合生產(chǎn)天然氣的方法，還提供了采用這種方法制備天然氣的生產(chǎn)裝置，這種方法和裝置可以有效地利用兩種原料氣的成分差異，將焦?fàn)t煤氣中的氫在甲烷化過程中得到充分利用，同時(shí)使發(fā)生爐煤氣中的一氧化碳和二氧化碳也都得以轉(zhuǎn)換，以充分利用各種資源，簡化生產(chǎn)工藝，降低產(chǎn)生成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。?

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：?

一種焦?fàn)t煤氣與發(fā)生爐煤氣耦合生產(chǎn)天然氣的方法，以焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣為原料，按比例將用作原料的焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣送入甲烷化裝置進(jìn)行甲烷化處理，對甲烷化處理后的氣體進(jìn)行分離，除去其中的氮?dú)猓纬捎杉淄闃?gòu)成的天然氣。

一種焦?fàn)t煤氣與發(fā)生爐煤氣耦合生產(chǎn)天然氣的生產(chǎn)裝置，包括相互連接的甲烷化裝置和氮分離裝置，以焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣為原料，依據(jù)甲烷化反應(yīng)所需H₂、CO和CO₂三者之間的比例要求，根據(jù)用作原料的焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣中H₂、CO和CO₂的含量，計(jì)算焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣之間的配比，按比例將用作原料的焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣送入甲烷化裝置進(jìn)行甲烷化處理，經(jīng)過甲烷化反應(yīng)后的氣體進(jìn)入氮分離裝置進(jìn)行氣體分離，分離出其中的氮?dú)猓纬捎杉淄榻M成的天然氣。?

本發(fā)明的有益效果為：?

由于以焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣為原料，并根據(jù)甲烷化反應(yīng)所需比例要求配置焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣的添加量，由此實(shí)現(xiàn)了這兩種煤氣在成分上的互補(bǔ)，以焦?fàn)t煤氣中多余的氫還原發(fā)生爐煤氣中的一氧化碳和二氧化碳，使兩種煤氣中的碳、氫成分都參與甲烷化反應(yīng)，基本上不存在剩余的氫氣及一氧化碳和二氧化碳，使焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣中的相關(guān)成分都轉(zhuǎn)換為甲烷，由此簡化了工藝，減低了成本，提高了焦?fàn)t煤氣和發(fā)生爐煤氣的資源利用價(jià)值，避免了資源浪費(fèi)以及對環(huán)境的污染。

附圖說明

圖1是本發(fā)明生產(chǎn)方法的流程示意圖;?

圖2是本發(fā)明生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明生產(chǎn)裝置另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明采用凈化后的焦?fàn)t煤氣與發(fā)生爐煤氣按比例混合制備天然氣，利用這兩種煤氣各自成分的不同，按照甲烷化反應(yīng)應(yīng)有的比例關(guān)系進(jìn)行這兩種煤氣的配置，從而在甲烷化中各種成分都能夠得到充分反應(yīng)，制備出純度較高的天然氣。?

其中，焦?fàn)t煤氣是煉焦的副產(chǎn)品，其組成、含量（體積百分比）和熱值可見下表：?

發(fā)生爐煤氣的制備一般可通過無煙煤、煙煤、褐煤制得，通常情況下，不同煤種制備的發(fā)生爐煤氣的組成、含量（體積百分比）和熱值可見下表：