[發明專利]一種甲烷化系列催化劑生產的改進方法

在審

• 申請號: 202111333453.2
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN113941335A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發明（設計）人: 史保金;王娟蕓;鄭志忠;葉赤球
• 申請（專利權）人: 曲靖市麒麟氣體能源有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;C10L3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種煤氣甲烷化生產CNG、LNG過程中所使用催化劑的改進工藝，催化劑采用系列催化劑，催化劑基礎載體為氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯，催化劑活性組分為1:0.01~100:0.01~100的Fe?Co?Ni，催化劑助劑為La₂O₃、CeO₂、Pr₂O₃和Sm₂O₃中的一種或多種；第一催化劑中活性組分Fe?Co?Ni的質量百分比為2~3%，第二催化劑中的Fe?Co?Ni的質量百分比為4~6%，第三催化劑中的Fe?Co?Ni的質量百分比為4~12%，第四催化劑中的Fe?Co?Ni的質量百分比為4~24%，第五催化劑中的Fe?Co?Ni的質量百分比為4~48%，第六催化劑中的Fe?Co?Ni的質量百分比為4~80%；第一~第六催化劑依次串聯用于甲烷化塔的進口到出口，由此實現反應熱不會過于集中在某一種催化劑。

技術領域

本發明涉及化工、節能、環保領域，是一種有效降低催化劑消耗、節能的方法。

背景技術

焦爐氣聯合一氧化碳、二氧化碳制LNG裝置的甲烷化過程，通常是把二氧化碳甲烷化達到50ppm以下，送LNG液化系統。

使用完全相同活性的催化劑，當一氧化碳與二氧化碳濃度高時甲烷化反應過程釋放熱量巨大，而當一氧化碳與二氧化碳濃度低時加氫轉化無法維持自熱平衡，需要電加熱、蒸汽加熱，能耗浪費巨大。

王曉龍CN109111967B公告一種焦爐氣制天然氣的甲烷化系統及方法，該系統包括一個帶冷激氣分布器的均溫甲烷化反應器和一個絕熱甲烷化反應器；入塔氣由凈化后的焦爐氣、補充CO₂、中壓蒸汽三部分組成，另一路凈化后的焦爐氣作為冷激氣，由冷激氣分布器進入到均溫甲烷化反應器的列管中發生甲烷化反應，并利用自身的低溫抑制反應器床層熱點溫度飛溫；其中均溫甲烷化反應器的列管中分別裝填兩種不同的甲烷化催化劑，列管中的其它空間用導熱瓷球來填充；甲烷化反應放出的熱量通過反應器殼程中的循環水迅速移走；同時均溫甲烷化反應器之后再串聯一個絕熱甲烷化反應器進行補充甲烷化反應，以提高甲烷化深度，生產出合格的天然氣產品。分別設立兩個反應器。

周煥文CN104593109A一種焦爐氣冷激式甲烷化反應裝置及其反應方法，屬于煤化工領域。焦爐氣甲烷化反應采用冷激式反應器，其特點是催化劑分段裝填，兩段催化劑床層之間為冷激區，反應器內含有至少一個冷激區。含有適量循環氣的焦爐氣從反應器的上部進入，進入第一段催化劑床層后，發生甲烷化反應，溫度升高。從第一段床層流出的氣體進入冷激區，與一定量的低溫焦爐氣混合，進入第二段催化劑床層，發生甲烷化反應，溫度升高。從第二段床層流出的氣體進入冷激區，與一定量的低溫焦爐氣混合，進入第三段催化劑床層，發生甲烷化反應，溫度升高。上述的裝置與方法，只需對進入冷激式反應器第一段床層的焦爐氣進行循環稀釋，因此，循環量相應降低、流程短、效率高。分別設立三個反應器。

把高濃原料氣反應速度降低，由此減少產生的熱量，把低濃原料氣反應速度加快以產生足夠熱量維持反應自行持續，是本發明的思路。

發明內容

一種煤氣甲烷化生產CNG、LNG過程中所使用催化劑的改進工藝，其特征在于催化劑采用系列催化劑，催化劑基礎載體為氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯，催化劑活性組分為1:0.01~100:0.01~100的Fe-Co-Ni，催化劑助劑為La₂O₃、CeO₂、Pr₂O₃和Sm₂O₃中的一種或多種；第一催化劑中活性組分Fe-Co-Ni的質量百分比為2~3%，第二催化劑中的Fe-Co-Ni的質量百分比為4~6%，第三催化劑中的Fe-Co-Ni的質量百分比為4~12%，第四催化劑中的Fe-Co-Ni的質量百分比為4~24%，第五催化劑中的Fe-Co-Ni的質量百分比為4~48%，第六催化劑中的Fe-Co-Ni的質量百分比為4~80%；第一~第六催化劑依次串聯用于甲烷化塔的進口到出口，由此實現反應熱不會過于集中在某一種催化劑。