一種分離濃縮焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分離濃縮焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法。該方法包括如下步驟：將增壓后的焦?fàn)t煤氣通入至經(jīng)冷卻后的四氫呋喃水溶液中，所述焦?fàn)t煤氣中的甲烷與所述四氫呋喃水溶液反應(yīng)生成固體水合物，所述反應(yīng)在反應(yīng)器中進(jìn)行；反應(yīng)結(jié)束后，排空所述反應(yīng)器中的氣體；加熱所述固體水合物使之分解，得到甲烷，即實(shí)現(xiàn)對焦?fàn)t煤氣中甲烷的分離。本發(fā)明相對于低溫深冷分離方法降低了氣體分離系統(tǒng)所需能耗(低溫分離通常在-160℃左右，而本發(fā)明專利操作溫度基本為常溫操作)；相對傳統(tǒng)分離方法，本發(fā)明方法所需設(shè)備簡單，總投資相對??；焦?fàn)t煤氣壓力損失小，可保證富甲烷氣體在高壓下升溫分解，保證氣體壓力，避免二次升壓。
【專利說明】一種分離濃縮焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種分離濃縮焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法，屬于煤化工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前對于焦?fàn)t煤氣中氫氣和甲烷分離一般采用變壓吸附和低溫深冷分離方法。變 壓吸附方法分離焦?fàn)t煤氣，甲烷氣體壓力損失大，能耗高；而低溫分離方法需要復(fù)雜的冷劑 循環(huán)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行成本較高。因此需要提供一種操作方便且分離效率高的焦?fàn)t 煤氣的分離方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種分離濃縮焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法，本發(fā)明方法的操作方 便、安全可靠、效率高且適應(yīng)性強(qiáng)。
[0004] 本發(fā)明所提供的分離濃縮焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法，包括如下步驟：
[0005] 將增壓后的焦?fàn)t煤氣通入至經(jīng)冷卻后的四氫呋喃水溶液中，所述焦?fàn)t煤氣中的甲 烷與所述四氫呋喃水溶液反應(yīng)生成固體水合物，所述反應(yīng)在反應(yīng)器中進(jìn)行；反應(yīng)結(jié)束后，排 空所述反應(yīng)器中的氣體；加熱所述固體水合物使之分解，得到甲烷，即實(shí)現(xiàn)對焦?fàn)t煤氣中甲 烷的分離濃縮。
[0006] 上述的方法中，通過生成固體水合物，使焦?fàn)t煤氣中的甲烷氣體儲存在固體水合 物中，而使焦?fàn)t煤氣中的氫氣在氣相中富集。
[0007] 上述的方法中，將所述焦?fàn)t煤氣增壓至I. 0?3. OMPaG，具體可為1. 2?2. 5MPaG、 I. 2MPaG 或 2. 5MPaG。
[0008] 上述的方法中，所述四氫呋喃水溶液經(jīng)冷卻后的溫度可為1?15°C，具體可為5? 8°C、5°C 或 8。。。
[0009] 上述的方法中，所述四氫呋喃水溶液中，四氫呋喃的質(zhì)量含量可為1?10%，具體 可為4?6%、4%或6%。
[0010] 上述的方法中，所述固體水合物分解的溫度可為25?50 °C，如25?30 °C、25°C 或、30°C，壓力為0?2. OMPaG，如I. 1?I. 5MPaG、l. IMPaG或I. 5MPaG ;具體可根據(jù)分解溫 度、氣體組成以及后續(xù)工藝流程確定；壓力的控制通常通過出口閥門的開度進(jìn)行。
[0011] 上述的方法中，所述反應(yīng)器可為固定床反應(yīng)器。
[0012] 上述的方法中，所述固定床反應(yīng)器中設(shè)有進(jìn)氣分布器、液體冷卻系統(tǒng)和液體升溫 系統(tǒng)，通過所述進(jìn)氣分布器對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行均勻分布，通過液體冷卻系統(tǒng)對所述四氫呋喃 水溶液進(jìn)行冷卻，通過所述液體升溫系統(tǒng)對所述固體水合物進(jìn)行加熱使之分解。
[0013] 相較于傳統(tǒng)的焦?fàn)t煤氣中氫氣和甲烷的分離方法，本發(fā)明分離焦?fàn)t煤氣中甲烷的 方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 1、本發(fā)明相對于低溫深冷分離方法降低了氣體分離系統(tǒng)所需能耗（低溫分離通 常在-160°c左右，而本發(fā)明專利操作溫度基本為常溫操作）；
[0015] 2、相對傳統(tǒng)分離方法，本發(fā)明方法所需設(shè)備簡單，總投資相對??；
[0016] 3、焦?fàn)t煤氣壓力損失小，可保證富甲烷氣體在高壓下升溫分解，保證氣體壓力，避 免二次升壓。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明分離焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0019] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0020] 實(shí)施例1、
[0021] 按照圖1所示的流程圖對焦?fàn)t煤氣中的氫氣和甲烷進(jìn)行分離。
[0022] 焦?fàn)t煤氣經(jīng)過增壓至I. 2MPaG后，通入冷卻到5°C的四氫呋喃水溶液（其質(zhì)量含 量為4% )中，焦?fàn)t煤氣中甲烷與四氫呋喃水溶液反應(yīng)，生產(chǎn)固體水合物，則使焦?fàn)t煤氣中 的甲烷氣體儲存在固體水合物中，焦?fàn)t煤氣中的氫氣在氣相中富集。上述反應(yīng)在固體床反 應(yīng)器中進(jìn)行，其中設(shè)置進(jìn)氣分布器、液體冷卻系統(tǒng)和液體升溫系統(tǒng)，利用進(jìn)氣分布器對通入 的焦?fàn)t煤氣進(jìn)行分布，利用液體冷卻系統(tǒng)對四氫呋喃水溶液進(jìn)行冷卻。待液相中四氫呋喃 水溶液基本完全反應(yīng)后，停止向反應(yīng)器中通入焦?fàn)t煤氣，并排空氣相中殘余的焦?fàn)t煤氣。通 過液體升溫系統(tǒng)，提高反應(yīng)器中固體水合物的溫度至25°C，使固體水合物分解，釋放甲烷氣 體，得到高濃度的甲烷氣體。
[0023] 本實(shí)施例中，原料氣焦?fàn)t煤氣的組成如表1中所示；反應(yīng)后的氣相（即氫氣提濃后 的氣相）組成如表1中所示；固體水合物分解后的氣體（即釋放甲烷后的氣體）組成如表 1中所示。
[0024] 本實(shí)施例中的工藝條件也列于表1中。
[0025] 由表1中的數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過本發(fā)明的分離方法，可將焦?fàn)t煤氣中甲烷濃度從 25mo 1 %提濃至7 Imo 1 %，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣中甲烷氣體的富集。
[0026] 表1實(shí)施例1中焦?fàn)t煤氣的組成、反應(yīng)條件以及反應(yīng)結(jié)果
[0027]

【權(quán)利要求】
1. 一種分離濃縮焦?fàn)t煤氣中甲烷的方法，包括如下步驟： 將增壓后的焦?fàn)t煤氣通入至經(jīng)冷卻后的四氫呋喃水溶液中，所述焦?fàn)t煤氣中的甲烷與 所述四氫呋喃水溶液反應(yīng)生成固體水合物，所述反應(yīng)在反應(yīng)器中進(jìn)行；反應(yīng)結(jié)束后，排空所 述反應(yīng)器中的氣體；加熱所述固體水合物使之分解，得到甲烷，即實(shí)現(xiàn)對焦?fàn)t煤氣中甲烷的 分咼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：將所述焦?fàn)t煤氣增壓至1. 0?3. OMPaG。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述四氫呋喃水溶液經(jīng)冷卻后的溫 度為1?15°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：所述四氫呋喃水溶液中，四氫 呋喃的質(zhì)量含量為1?10%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：所述固體水合物分解的溫度 為25?5〇°C，壓力為0?2. OMPaG。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：所述反應(yīng)器為固定床反應(yīng)器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述固定床反應(yīng)器中設(shè)有進(jìn)氣分布器、液 體冷卻系統(tǒng)和液體升溫系統(tǒng)。
【文檔編號】C07C9/04GK104478646SQ201410685808
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】侯建國, 王秀林, 宋鵬飛, 高振, 張瑜, 姚輝超, 穆翔宇 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司