一種甲醇轉化為天然氣的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種甲醇轉化為天然氣的方法，它包括以下步驟：S1.以甲醇為主原料，乙醇為添加劑，將兩者進行均勻混合作為混合反應原料；S2.將甲醇與乙醇的混合反應原料進行加熱汽化；S3.將汽化后的混合氣體通入至盛裝有以復合酸作為催化劑的反應器，在溫度≥180℃，壓力≥0.15MPa，空速為0.6-0.8h-1條件下，轉化為以甲烷、乙烷及乙烯為主要產物的混合燃氣。其有益效果在于：本發(fā)明可將甲醇轉化為高熱值混合燃氣，不再需要鋪設專用輸送管路輸送天然氣，降低了大量的成本，且其燃料費用低于市場天然氣。
【專利說明】一種甲醇轉化為天然氣的方法及其裝置
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明涉及燃氣【技術領域】，具體的說，本發(fā)明涉及一種將甲醇轉化為天然氣的方法及其裝置。
【【背景技術】】
[0002]天然氣，是一種多組分的混合氣態(tài)化石燃料，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田和天然氣田，也有少量出于煤層。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生，相較煤炭、石油等能源有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢。
[0003]然而，天然氣的輸送需要鋪設對應的輸送管路，且該輸送管路的氣密性要求相對較高，在輸送過程中容易造成泄漏等問題，同時，綜合各種因素考慮，天然氣輸送難度大，(特別是液化天然氣)輸送成本較高。此外，天然氣的產能相對較低，而國內的對甲醇的產能過剩，怎樣將甲醇轉化為天然氣是一個亟待解決的問題。
【
【發(fā)明內容】
】
[0004]本發(fā)明的目的在于有效克服上述技術的不足，提供一種將甲醇轉化為天然氣的方法及其裝置。
[0005]本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的:一種甲醇轉化為天然氣的方法，它包括以下步驟:
[0006]S1、以甲醇為主原料，乙醇為添加劑，將兩者進行均勻混合作為混合反應原料；
[0007]S2、將甲醇與乙醇的混合反應原料進行加熱汽化；
[0008]S3、將汽化后的混合氣體通入至盛裝有以復合酸作為催化劑的反應器，在溫度≥180°C，壓力≥0.15Mpa，空速為0.6-0.8h-1條件下，轉化為以甲烷、乙烷及乙烯為主要產物的混合燃氣。
[0009]下面對上述技術方案進一步闡述:
[0010]所述復合酸催化劑為甲醇脫水催化劑、乙醇脫水催化劑、二甲醚脫水催化劑及乙烯疊合催化劑混合形成。
[0011]所述步驟S3之后還包括步驟:將混合燃氣通入冷卻器冷卻，冷卻后的混合燃氣經氣液分離器分離形成氣相及液相。
[0012]所述步驟S2中的加熱溫度為≥1800C。
[0013]所述步驟S3中，在向反應器中通入混合氣體的同時攪拌反應器中的復合酸催化劑，以使混合氣體與復合酸催化劑充分接觸。
[0014]本發(fā)明還提供了一種甲醇轉化天然氣的裝置，它包括一用于輸送甲醇與乙醇混合反應原料的計量泵，一用于將所述混合反應原料進行汽化的汽化器、一盛裝有以復合酸作為催化劑的反應器、一對反應生成產物進行冷卻的冷卻器及一用于對生產產物進行氣液分離的氣液分離器，其中，所述計量泵的輸出口與所述汽化器的輸入口連接，所述反應器的輸入口與所述汽化器的輸出口連接，所述冷卻器的輸入口與反應器的輸出口連接，所述氣液分尚器的輸入口與所述冷卻器的輸出連接。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明以甲醇為主原料，以乙醇為添加劑，以復合酸作為催化劑，在溫度≥1800C，壓力≥0.15Mpa，空速為0.6-0.81h-1條件下，轉化為以甲烷、乙烷及乙烯為主要產物的高熱值混合燃氣，本發(fā)明的裝置可直接配置在工廠中，將甲醇轉化成天然氣供給工廠，不再需要鋪設專用輸送管路輸送天然氣，降低了大量的成本，且其燃料費用低于市場天然氣。此外本裝置可作為分布或能源工作站并入城市管道作為天然氣調峰。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0016]圖1為本發(fā)明裝置的結構示意圖；[0017]圖中:計量泵I ;汽化器2 ;反應器3 ;第一冷卻器4 ;氣液分離器5 ;第二冷卻器6 ；第一儲氣罐7 ;冷凍干燥器8 ;第二儲氣罐9 ;低壓閥10 ;催化劑11。
【【具體實施方式】】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0019]一種甲醇轉化為天然氣的方法，它包括以下步驟:
[0020]S1、以甲醇為主原料，乙醇為添加劑，將兩者在容器中進行均勻混合作為混合反應原料；
[0021]S2、將甲醇與乙醇的混合反應原料加熱至180°C以上進行汽化；
[0022]S3、將汽化后的混合氣體通入至盛裝有以復合酸作為催化劑的反應器3，在溫度≥180°C，壓力≥0.15Mpa，空速為0.6-0.81h-1條件下，轉化為以甲烷、乙烷及乙烯為主要產物的混合燃氣。較佳的，所述復合酸催化劑為甲醇脫水催化劑、乙醇脫水催化劑、二甲醚脫水催化劑及乙烯疊合催化劑混合形成，在向反應器3中通入混合氣體的同時攪拌反應器3中的復合酸催化劑11，以使混合氣體與復合酸催化劑11充分接觸。
[0023]S4、將混合燃氣通入冷卻器冷卻，冷卻后的混合燃氣經氣液分離器5分離形成氣相及液相，液相由出液口排出，氣相由出氣口輸出。
[0024]參照圖1所示，本發(fā)明還提供了一種甲醇轉化天然氣的裝置，它包括一用于輸送甲醇與乙醇混合反應原料的計量泵1，一用于將所述混合反應原料進行汽化的汽化器2、一盛裝有以復合酸作為催化劑11的反應器3、一對反應生成產物進行冷卻的第一冷卻器4及一用于對生產產物進行氣液分離的氣液分離器5，其中，所述計量泵I的輸出口與所述汽化器2的輸入口連接，所述反應器3的輸入口與所述汽化器2的輸出口連接，所述第一冷卻器4的輸入口與反應器3的輸出口連接，所述氣液分離器5的輸入口與所述冷卻器的輸出連接。
[0025]此外，本發(fā)明的裝置還包括第二冷卻器6、第一儲氣罐7、冷凍干燥器8、第二儲氣罐9及低壓閥10，所述第二冷卻器6的輸入口連接于氣液分離器5的出氣口，第二冷卻器6的輸出口連接于第一儲氣罐7的輸入口，第一儲氣罐7上設有溢流口，所述溢流口與所述冷凍干燥器8的輸入口連接，冷凍干燥器8的輸出口連接于第二儲氣罐9的輸入口，第二儲氣罐9的輸出口經低壓閥10等與工廠一燃燒設備連接，以供給燃燒設備使用；進一步的，所述第一儲氣罐7的輸出口還通過一循環(huán)管路連接至反應器3中。
[0026]計量泵I以1000kg/h將甲醇與乙醇的混合反應原料輸送至汽化器2中，經汽化器2加熱至180°C以上汽化，汽化后的混合氣體經單向閥進入反應器3中與復合酸催化劑11充分接觸，在溫度≥180°C，壓力≥0.15Mpa，空速為0.6-0.8h_l條件下，首先被脫水為二甲醚、乙烯，然后，二甲醚、乙烯轉化為以甲烷、乙烷及乙烯為主要產物的混合燃氣，混合燃氣經過第一冷卻器4冷卻輸入至氣液分離器5進行分離形成氣相與液相，其中，液相經出液口的閥門排出，而氣相一部分進入第一儲氣罐7，再經冷凍干燥器8干燥存至第二儲氣罐9中，第二儲氣罐9則可將其輸送至工廠燃燒設備，另一部分作為循環(huán)氣由循環(huán)管路返回至反應器3中。
[0027]本裝置中，原料加熱可采用第一冷卻器4和/或第二冷卻器6反應熱的熱量將原料加熱，反應中的溫度控制采用循環(huán)氣調控，使反應溫度達到反應溫度范圍，這樣，反應熱得到充分利用，降低了裝置的能耗。反應中的使用的水經簡單中和可收集作為冷卻水循環(huán)利用，一部分作為無害物排放。
[0028]綜上所述，本發(fā)明以甲醇為主原料，以乙醇為添加劑，以復合酸作為催化劑11，在溫度≥180°C，壓力≥0.15Mpa，空速為0.6-0.8h_l條件下，轉化為以甲烷、乙烷及乙烯為主要產物的高熱值混合燃氣，本發(fā)明的裝置可直接配置在工廠中，將甲醇轉化成天然氣供給工廠，不再需要鋪設專用輸送管路輸送天然氣，降低了大量的成本，且其燃料費用低于市場天然氣。此外本裝置可作為分布或能源工作站并入城市管道作為天然氣調峰。
[0029]以上所描述的僅為本發(fā)明的較佳實施例，上述具體實施例不是對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的技術思想范疇內，可以出現(xiàn)各種變形及修改，凡本領域的普通技術人員根據(jù)以上描述所做的潤飾、修改 或等同替換，均屬于本發(fā)明所保護的范圍。
【權利要求】
1.一種甲醇轉化為天然氣的方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51、以甲醇為主原料，乙醇為添加劑，將兩者進行均勻混合作為混合反應原料； 52、將甲醇與乙醇的混合反應原料進行加熱汽化； 53、將汽化后的混合氣體通入至盛裝有以復合酸作為催化劑的反應器，在溫度≥180°C，壓力≥0.15Mpa，空速為0.6-0.8h-1條件下，轉化為以甲烷、乙烷及乙烯為主要產物的混合燃氣。
2.根據(jù)權利要求1所述的甲醇轉化為天然氣的方法，其特征在于:所述復合酸催化劑為甲醇脫水催化劑、乙醇脫水催化劑、二甲醚脫水催化劑及乙烯疊合催化劑混合形成。
3.根據(jù)權利要求1所述的甲醇轉化為天然氣的方法，其特征在于:所述步驟S3之后還包括步驟:將混合燃氣通入冷卻器冷卻，冷卻后的混合燃氣經氣液分離器分離形成氣相及液相。
4.根據(jù)權利要求1所述的甲醇轉化為天然氣的方法，其特征在于:所述步驟S2中的加熱溫度為≥180°C。
5.根據(jù)權利要求1所述的甲醇轉化為天然氣的方法，其特征在于:所述步驟S3中，在向反應器中通入混合氣體的同時攪拌反應器中的復合酸催化劑，以使混合氣體與復合酸催化劑充分接觸。
6.一種甲醇轉化天然氣的裝置，其特征在于:它包括一用于輸送甲醇與乙醇混合反應原料的計量泵，一用于將所述混合反應原料進行汽化的汽化器、一盛裝有以復合酸作為催化劑的反應器、一對反應生成產物進行冷卻的冷卻器及一用于對生產產物進行氣液分離的氣液分離器，其中，所述計量泵的輸出口與所述汽化器的輸入口連接，所述反應器的輸入口與所述汽化器的輸出口連接，所述冷卻器的輸入口與反應器的輸出口連接，所述氣液分離器的輸入口與所述冷卻器的輸出連接。
【文檔編號】C10L3/08GK103820181SQ201210461636
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月16日 優(yōu)先權日:2012年11月16日
【發(fā)明者】李衛(wèi)教 申請人:東莞市久能二甲醚應用技術專利有限公司