[發(fā)明專利]一種火山型溫度序列甲烷合成工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711345511.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN108018103A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史立杰;李晨佳;張永澤;馮璐瑤;苗磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新地能源工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C10L3/08
• 分類號(hào): C10L3/08
• 代理公司: 北京卓恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

1.一種火山型溫度序列甲烷合成工藝，該工藝包括：經(jīng)凈化處理后的新鮮原料氣按一定的配比進(jìn)行分股，分別進(jìn)入各段高溫甲烷合成反應(yīng)器，其中第一股原料氣加熱到一定溫度后與循環(huán)氣、水/水蒸氣混合后進(jìn)入第一段高溫甲烷合成反應(yīng)器，每一段高溫甲烷合成反應(yīng)器的出口產(chǎn)品氣經(jīng)廢鍋換熱產(chǎn)高壓飽和蒸汽后與下一股新鮮原料氣混合，進(jìn)入其緊隨其后的下一段高溫甲烷合成反應(yīng)器，從最后一段高溫甲烷合成反應(yīng)器出來的產(chǎn)品氣進(jìn)入一個(gè)或2-3個(gè)串聯(lián)的中低溫甲烷合成反應(yīng)器，控制各段甲烷合成反應(yīng)器之間的溫升，使包括高溫甲烷合成反應(yīng)器和中低溫甲烷合成反應(yīng)器的各段甲烷合成反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度呈火山型分布，從除了第一段高溫甲烷合成反應(yīng)器以外的后續(xù)的甲烷合成反應(yīng)器出口引出一股產(chǎn)品氣作為循環(huán)氣循環(huán)回第一段高溫甲烷合成反應(yīng)器入口，從最后一段中低溫甲烷合成反應(yīng)器出來的產(chǎn)品氣經(jīng)換熱降溫、氣液分離后得到天然氣產(chǎn)品。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，新鮮原料氣分為2-5股進(jìn)入各階段高溫甲烷合成反應(yīng)器，優(yōu)選3-4股，

進(jìn)入第一段高溫甲烷合成反應(yīng)器的新鮮氣占新鮮原料氣總量的2～50體積％，進(jìn)入第二段甲烷合成反應(yīng)器的新鮮氣量占比為10～65體積％，進(jìn)入第三段和/或第四段甲烷合成反應(yīng)器的新鮮氣量占比為0～55體積％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，各段高溫甲烷化反應(yīng)器的級(jí)間溫升為30～80℃，優(yōu)選40～75℃，使各段反應(yīng)器熱點(diǎn)溫度呈火山型分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，各段甲烷合成反應(yīng)器的入口溫度為260～340℃，優(yōu)選280～320℃，

優(yōu)選地，高溫甲烷合成反應(yīng)器和中低溫合成反應(yīng)器總共為4-7段，第一段甲烷合成反應(yīng)器熱點(diǎn)溫度為450～580℃，優(yōu)選540～560℃，第二段甲烷合成反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度為480～620℃，優(yōu)選580～620℃，第三段甲烷合成反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度為400～650℃，優(yōu)選600～650℃，第四段甲烷合成反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度為300～650℃，優(yōu)選500～650℃，如果有的第五段甲烷合成反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度為300～550℃，優(yōu)選400～540℃，如果有的第六段甲烷合成反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度為290～400℃，優(yōu)選300～350℃，如果有的第七段甲烷合成反應(yīng)器的熱點(diǎn)溫度為280～360℃，優(yōu)選290～320℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，所述高溫甲烷合成反應(yīng)器為2～5個(gè)，優(yōu)選3～4個(gè)，

所述中低溫甲烷合成反應(yīng)器為1～3個(gè)，優(yōu)選2個(gè)，

各段甲烷合成反應(yīng)器均為絕熱式固定床反應(yīng)器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，所述新鮮原料氣中各組分的體積比為(H2-CO2)/(CO+CO2)＝2.0-4.0，優(yōu)選2.80-3.20，總硫含量≤100ppb，優(yōu)選總硫含量≤30ppb。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，所述第一段高溫甲烷合成反應(yīng)器補(bǔ)入的高純水或水蒸氣為總新鮮氣氣量的0.01-20體積％，優(yōu)選0.01-10體積％，更優(yōu)選0.01-7體積％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，所述循環(huán)氣占總新鮮氣體的量為40-90體積％，優(yōu)選45-60體積％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的火山型溫度序列甲烷合成工藝，其中，引出循環(huán)氣的甲烷反應(yīng)器的段數(shù)為2-5，優(yōu)選第4或5段引出循環(huán)氣。