[發(fā)明專利]一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510056587.2
• 申請(qǐng)日: 2015-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN104593110A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋永巖;唐耀祖;耿鵬鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 宋永巖;唐耀祖;耿鵬鵬
• 主分類號(hào): C10L3/08
• 分類號(hào): C10L3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工業(yè)領(lǐng)域，具體的說是一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝。

背景技術(shù)

甲烷化技術(shù)是20世紀(jì)70年代開始工業(yè)化的試驗(yàn)，試驗(yàn)證明了煤氣甲烷化可制取合格的合成天然氣。CO轉(zhuǎn)化率可100％，CO₂轉(zhuǎn)化率可達(dá)98％，甲烷可達(dá)95％，低熱值達(dá)8300Kcal/Nm3。美國大平原煤氣化制合成天然氣廠，于1984年投產(chǎn)，利用碎煤加壓氣化，凈化煤氣通過催化劑在2.4～6MPa、300～700℃下，將H₂、CO合成天然氣技術(shù)；它是世界上第一座碎煤加壓固定床氣化生產(chǎn)煤氣經(jīng)凈化后由甲烷化合成天然氣的大型商業(yè)化工廠。不過，我國煤炭產(chǎn)量雖然居世界第一，但是利用率卻很低，節(jié)能減排壓力非常大，提高煤的轉(zhuǎn)化效率及其的潔凈化是當(dāng)今必須解決的重要問題?，F(xiàn)有的天然氣合成技術(shù)流程雖然相對(duì)來說比較成熟，但是，甲烷化工藝過程中，甲烷化反應(yīng)器床層內(nèi)的可許溫度的控制及保持技術(shù)還不成熟，常常導(dǎo)致制取的天然氣凈化程度不純，所以提高天然氣的純度十分重要。實(shí)現(xiàn)甲烷化反應(yīng)器床層內(nèi)的可許溫度的控制及保持，實(shí)現(xiàn)制取的天然氣高純度是本發(fā)明要重點(diǎn)解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)的是上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是控制利于天然氣合成反應(yīng)的有效溫度，進(jìn)爾減少催化劑促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)生的大量的積碳，獲得純度更高的甲烷。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

1.一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，原煤在焦?fàn)t內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生尾氣，尾氣通過甲烷化工藝制成合格天然氣，所述甲烷化工藝包括尾氣預(yù)處理、甲烷化一段反應(yīng)、甲烷化二段反應(yīng)和甲烷化三段反應(yīng)，具體包括如下步驟：

a、焦?fàn)t內(nèi)的氣體首先在汽氣混合器與循環(huán)氣壓縮增壓過來的循環(huán)氣混合；

b、混合后的氣體經(jīng)一段預(yù)熱器加熱；

c、加熱后的混合氣體與蒸汽分水器內(nèi)輸出的工藝蒸汽混合；

d、當(dāng)混合氣體溫度升至205度～300度，進(jìn)入一段反應(yīng)器進(jìn)行甲烷化反應(yīng)；

e、一段反應(yīng)器輸出的氣體進(jìn)入二段反應(yīng)器，進(jìn)入甲烷化二段反應(yīng)；

f、二段反應(yīng)器輸出的氣體進(jìn)入三段反應(yīng)器，進(jìn)入甲烷化三段反應(yīng)；

g、從三段反應(yīng)器輸出甲烷氣體；

具體地，所述焦?fàn)t內(nèi)的混合氣體有H₂、CO、N₂、CH₄、CnHm多種成分。

具體地，所述甲烷化一段反應(yīng)、甲烷化二段反應(yīng)、甲烷化三段反應(yīng)均發(fā)生在甲烷化反應(yīng)器中。

具體地，在甲烷化一段反應(yīng)和甲烷化二段反應(yīng)中，當(dāng)正常操作時(shí)，控制汽氣比H₂O/原料氣為0.1-0.5，當(dāng)其他原因引起的甲烷化反應(yīng)器超溫的情況下可增大汽氣比H₂O/原料氣為0.5～0.7。

具體地，所述甲烷化反應(yīng)器進(jìn)出口處各增加一臺(tái)壓力變送器，一臺(tái)壓力調(diào)節(jié)閥。

本發(fā)明的有益效果在于，如何保持甲烷化反應(yīng)器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時(shí)有效地移出反應(yīng)熱，以及如何避免催化劑積碳造成的不良影響。解決這兩點(diǎn)問題關(guān)鍵就在于有效控制原料中添加了一定量的工藝蒸汽和循環(huán)氣，只有這樣合適的汽氣比才能保證甲烷化反應(yīng)順利進(jìn)行。

同時(shí)下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1：焦?fàn)t尾氣制天然氣大致流程圖

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

根據(jù)本發(fā)明的一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝的優(yōu)選方式，在本文中將結(jié)合附圖1詳細(xì)闡述。首先，原煤在焦?fàn)t內(nèi)燃燒，燃燒后產(chǎn)生混合尾氣，主要成分為H₂、CO、N₂、CH₄、CnHm等多種成分，這些混合氣體通過一系列的凈化、提純、甲烷化，可以產(chǎn)生清潔能源-甲烷。首先，對(duì)混合尾氣進(jìn)行預(yù)處理，調(diào)好反應(yīng)溫度，做好甲烷化反應(yīng)的準(zhǔn)備工作，之后進(jìn)入甲烷化反應(yīng)。第一進(jìn)行的是甲烷化一段反應(yīng)，甲烷化一段反應(yīng)后氣體輸入至甲烷化二段反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行甲烷化二段反應(yīng)，然后將來自甲烷化二段反應(yīng)器內(nèi)的氣體輸入至甲烷化三段反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行甲烷化三段反應(yīng)，最后從甲烷化三段反應(yīng)器內(nèi)輸出甲烷氣體。在甲烷化反應(yīng)過程中，至關(guān)重要的是要在原料中添加一定量的工藝蒸汽和循環(huán)氣，只有這樣合適的汽氣比才能保證甲烷化反應(yīng)順利進(jìn)行，才能保持甲烷化反應(yīng)器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時(shí)有效地移出反應(yīng)熱，避免催化劑積碳造成的不良影響。

以上是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的描述。前面的描述中是以說明的目的給出的，并不意在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。其他的修改、變化和改變?cè)谏鲜鼋虒?dǎo)下是可能實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明了的，并可以在根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方式的設(shè)計(jì)和制造中使用而不脫離本發(fā)明的主旨和范圍。目的是在本發(fā)明的范圍不是僅由這個(gè)說明書來限定，而是僅由本申請(qǐng)的一部分和/或任何以本申請(qǐng)為基礎(chǔ)要求優(yōu)先權(quán)的申請(qǐng)，和/或任何在此申請(qǐng)基礎(chǔ)上授予的專利的權(quán)利要求來限制。