[發(fā)明專利]一種利用煤與天然氣聯(lián)合生產(chǎn)合成氣的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510431395.5
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105062568B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林益安;徐紅東;崔意華;趙蒙;劉軍;楊云龍;朱春鵬;鄭亞蘭;曾梅;門長貴;賀根良;韋孫昌
• 申請（專利權(quán)）人: 西北化工研究院
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C01B3/38
• 代理公司: 北京君智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11305
• 代理人: 黃綠雯

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于一種煤綜合加工技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用煤與天然氣聯(lián)合生產(chǎn)合成氣的方法。

【背景技術(shù)】

煤氣化和天然氣轉(zhuǎn)化是現(xiàn)代化工生產(chǎn)合成氣的主要工藝。煤氣化工藝有固定床氣化、流化床氣化、氣流床氣化工藝，其中氣流床氣化是目前最先進的大型、高效的煤氣化技術(shù)。氣流床煤氣化技術(shù)由于原料特性和工藝技術(shù)特點，其產(chǎn)生的合成氣一般H₂/CO在0.4到0.8之間，對于大多化工合成產(chǎn)品而言具有碳多氫少的特點，要進行下一步生產(chǎn)合成還需要增加變換工藝來調(diào)節(jié)合成氣中H₂/CO。且在煤氣化過程中產(chǎn)生大量的熱，這些熱通過高溫粗煤氣以顯熱的形式從燃燒室中帶出來，濕法氣化通常以激冷水洗的方式將顯熱傳遞到激冷水中并通過閃蒸的方式回收部分熱量，但回收的這部分熱量都是以低壓飽和蒸汽的形式存在，品質(zhì)并不高。天然氣轉(zhuǎn)化工藝包括一段轉(zhuǎn)化、二段轉(zhuǎn)化、部分氧化還原等，其中二段轉(zhuǎn)化工藝原料、燃料消耗低，甲烷轉(zhuǎn)化效率高，合成氣中的氫碳比易于控制，是理想的天然氣轉(zhuǎn)化工藝。但是由于原料特性及工藝技術(shù)特點，二段轉(zhuǎn)化工藝生產(chǎn)的合成氣存在氫多碳少的問題，H₂/CO在3.0到4.2之間，對有的化工合成H₂/CO過高，需要從系統(tǒng)外進行補碳或者將部分氫氣排出系統(tǒng)，且甲烷和蒸汽的轉(zhuǎn)化反應(yīng)是強吸熱的反應(yīng)需要燃燒部分原料來提供熱量。這些增加了生產(chǎn)能耗。

煤氣化產(chǎn)生的高溫粗煤氣攜帶大量顯熱，天然氣轉(zhuǎn)化需要消耗大量的熱，結(jié)合煤氣化工藝過程碳多氫少、天然氣轉(zhuǎn)化工藝碳少氫多的特點，發(fā)明一種煤和天然氣聯(lián)合氣化工藝，既可以有效利用煤氣化產(chǎn)生的顯熱資源，又能調(diào)節(jié)合成氣氫碳比例，得到氫碳比較為合理的合成氣，最大限度的降低變換工藝的負荷，甚至取消變換工藝。因此，煤和天然氣聯(lián)合氣化比這兩種原料單獨氣化更加節(jié)能環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[要解決的技術(shù)問題]

本發(fā)明的目的是提供一種利用煤與天然氣聯(lián)合生產(chǎn)合成氣的方法。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種利用煤與天然氣聯(lián)合生產(chǎn)合成氣的方法。

該合成氣生產(chǎn)方法的步驟如下：

A、天然氣凈化與加熱

含有硫化物的天然氣通過天然氣管道4送到天然氣加熱器5中，被其中天然氣燃燒產(chǎn)生的熱量加熱，再先后送到氧化錳脫硫槽7與氧化鋅脫硫槽9進行脫硫，脫硫的天然氣通過二級脫硫天然氣管道10與來自蒸汽管網(wǎng)的飽和蒸汽混合，再進入天然氣加熱器5中加熱到溫度440～460℃，接著由混合氣管道11送到一段天然氣轉(zhuǎn)化器18中進行天然氣一段催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)；在天然氣加熱器5中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑偷綇U熱鍋爐；

來自空分的氧氣氣化劑與來自蒸汽管網(wǎng)的飽和蒸汽混合通過氣化劑管道1送到氣化劑加熱器2中進行加熱，然后通過熱氣化劑管道3送到深度轉(zhuǎn)化器34；在氣化劑加熱器2中產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑偷綇U熱鍋爐；

B、氣化料漿制備

將破碎的含碳氫原料、水與添加劑溶液送入磨機12進行一次濕磨制漿，得到的氣化料漿送入料漿貯槽13中；

C、煤-天然氣聯(lián)合氣化

步驟B制備的氣化料漿經(jīng)高壓料漿泵14提壓后與氣化劑同時通過三流道霧化器15進入復(fù)合反應(yīng)器16的煤氣化反應(yīng)室17中，在溫度1300℃～1400℃與壓力0.1～10MPa的條件下進行不完全燃燒反應(yīng)，得到以CO、H₂和CO₂為主要組分的高溫粗合成氣與熔渣的混合物；

所述的混合物由煤氣化反應(yīng)室17經(jīng)喇叭狀導(dǎo)氣口31進入一段天然氣轉(zhuǎn)化器18，作為一段天然氣催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)的熱源；一段天然氣轉(zhuǎn)化器18由上段天然氣催化反應(yīng)管19、下段天然氣催化反應(yīng)管20、喇叭狀導(dǎo)氣口31、上部氣體噴嘴37與下部氣體噴嘴38組成；

來自深度轉(zhuǎn)化器34的溫度為900～950℃的深度轉(zhuǎn)化氣，其中一部分由上部氣體噴嘴37進入一段天然氣轉(zhuǎn)化器18中，吹掃上段天然氣催化反應(yīng)管19積灰并調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)化溫度，余下部分由下部氣體噴嘴38進入一段天然氣轉(zhuǎn)化器18，作為一段天然氣轉(zhuǎn)化熱源，同時吹掃下段天然氣催化反應(yīng)管20積灰并調(diào)節(jié)一段轉(zhuǎn)化氣的氫碳比；