一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工業(yè)領(lǐng)域，具體的說是一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]甲烷化技術(shù)是20世紀(jì)70年代開始工業(yè)化的試驗，試驗證明了煤氣甲烷化可制取合格的合成天然氣。CO轉(zhuǎn)化率可100%，CO2轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%，甲烷可達(dá)95%，低熱值達(dá)8300Kcal/Nm3o美國大平原煤氣化制合成天然氣廠，于1984年投產(chǎn)，利用碎煤加壓氣化，凈化煤氣通過催化劑在2.4?6MPa、300?700°C下，將H2、CO合成天然氣技術(shù)；它是世界上第一座碎煤加壓固定床氣化生產(chǎn)煤氣經(jīng)凈化后由甲烷化合成天然氣的大型商業(yè)化工廠。不過，我國煤炭產(chǎn)量雖然居世界第一，但是利用率卻很低，節(jié)能減排壓力非常大，提高煤的轉(zhuǎn)化效率及其的潔凈化是當(dāng)今必須解決的重要問題?，F(xiàn)有的天然氣合成技術(shù)流程雖然相對來說比較成熟，但是，甲烷化工藝過程中，甲烷化反應(yīng)器床層內(nèi)的可許溫度的控制及保持技術(shù)還不成熟，常常導(dǎo)致制取的天然氣凈化程度不純，所以提高天然氣的純度十分重要。實現(xiàn)甲烷化反應(yīng)器床層內(nèi)的可許溫度的控制及保持，實現(xiàn)制取的天然氣高純度是本發(fā)明要重點(diǎn)解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對的是上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是控制利于天然氣合成反應(yīng)的有效溫度，進(jìn)爾減少催化劑促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)生的大量的積碳，獲得純度更高的甲烷。
[0004]本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]1.一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，原煤在焦?fàn)t內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生尾氣，尾氣通過甲烷化工藝制成合格天然氣，所述甲烷化工藝包括尾氣預(yù)處理、甲烷化一段反應(yīng)、甲烷化二段反應(yīng)和甲烷化三段反應(yīng)，具體包括如下步驟:
[0006]a、焦?fàn)t內(nèi)的氣體首先在汽氣混合器與循環(huán)氣壓縮增壓過來的循環(huán)氣混合；
[0007]b、混合后的氣體經(jīng)一段預(yù)熱器加熱；
[0008]C、加熱后的混合氣體與蒸汽分水器內(nèi)輸出的工藝蒸汽混合；
[0009]d、當(dāng)混合氣體溫度升至205度?300度，進(jìn)入一段反應(yīng)器進(jìn)行甲烷化反應(yīng)；
[0010]e、一段反應(yīng)器輸出的氣體進(jìn)入二段反應(yīng)器，進(jìn)入甲烷化二段反應(yīng)；
[0011]f、二段反應(yīng)器輸出的氣體進(jìn)入三段反應(yīng)器，進(jìn)入甲烷化三段反應(yīng)；
[0012]g、從三段反應(yīng)器輸出甲烷氣體；
[0013]具體地，所述焦?fàn)t內(nèi)的混合氣體有H2、CO、N2, CH4, CnHm多種成分。
[0014]具體地，所述甲烷化一段反應(yīng)、甲烷化二段反應(yīng)、甲烷化三段反應(yīng)均發(fā)生在甲烷化反應(yīng)器中。
[0015]具體地，在甲烷化一段反應(yīng)和甲烷化二段反應(yīng)中，當(dāng)正常操作時，控制汽氣比H2O/原料氣為0.1-0.5，當(dāng)其他原因引起的甲烷化反應(yīng)器超溫的情況下可增大汽氣比H2O/原料氣為0.5?0.7。
[0016]具體地，所述甲烷化反應(yīng)器進(jìn)出口處各增加一臺壓力變送器，一臺壓力調(diào)節(jié)閥。
[0017]本發(fā)明的有益效果在于，如何保持甲烷化反應(yīng)器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時有效地移出反應(yīng)熱，以及如何避免催化劑積碳造成的不良影響。解決這兩點(diǎn)問題關(guān)鍵就在于有效控制原料中添加了一定量的工藝蒸汽和循環(huán)氣，只有這樣合適的汽氣比才能保證甲烷化反應(yīng)順利進(jìn)行。
[0018]同時下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0019]圖1:焦?fàn)t尾氣制天然氣大致流程圖
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝的優(yōu)選方式，在本文中將結(jié)合附圖1詳細(xì)闡述。首先，原煤在焦?fàn)t內(nèi)燃燒，燃燒后產(chǎn)生混合尾氣，主要成分為H2、CO、N2, CH4, CnHm等多種成分，這些混合氣體通過一系列的凈化、提純、甲烷化，可以產(chǎn)生清潔能源-甲烷。首先，對混合尾氣進(jìn)行預(yù)處理，調(diào)好反應(yīng)溫度，做好甲烷化反應(yīng)的準(zhǔn)備工作，之后進(jìn)入甲烷化反應(yīng)。第一進(jìn)行的是甲烷化一段反應(yīng)，甲烷化一段反應(yīng)后氣體輸入至甲烷化二段反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行甲烷化二段反應(yīng)，然后將來自甲烷化二段反應(yīng)器內(nèi)的氣體輸入至甲烷化三段反應(yīng)器內(nèi)，進(jìn)行甲烷化三段反應(yīng)，最后從甲烷化三段反應(yīng)器內(nèi)輸出甲烷氣體。在甲烷化反應(yīng)過程中，至關(guān)重要的是要在原料中添加一定量的工藝蒸汽和循環(huán)氣，只有這樣合適的汽氣比才能保證甲烷化反應(yīng)順利進(jìn)行，才能保持甲烷化反應(yīng)器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時有效地移出反應(yīng)熱，避免催化劑積碳造成的不良影響。
[0022]以上是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的描述。前面的描述中是以說明的目的給出的，并不意在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制為所公開的精確形式。其他的修改、變化和改變在上述教導(dǎo)下是可能實現(xiàn)的，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也是明了的，并可以在根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式的設(shè)計和制造中使用而不脫離本發(fā)明的主旨和范圍。目的是在本發(fā)明的范圍不是僅由這個說明書來限定，而是僅由本申請的一部分和/或任何以本申請為基礎(chǔ)要求優(yōu)先權(quán)的申請，和/或任何在此申請基礎(chǔ)上授予的專利的權(quán)利要求來限制。
【主權(quán)項】
1.一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，原煤在焦?fàn)t內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生尾氣，尾氣通過甲烷化工藝制成合格天然氣，所述甲烷化工藝包括尾氣預(yù)處理、甲烷化一段反應(yīng)、甲烷化二段反應(yīng)和甲烷化三段反應(yīng)，具體包括如下步驟: a、焦?fàn)t內(nèi)的氣體首先在汽氣混合器與循環(huán)氣壓縮增壓過來的循環(huán)氣混合； b、混合后的氣體經(jīng)一段預(yù)熱器加熱； C、加熱后的混合氣體與蒸汽分水器內(nèi)輸出的工藝蒸汽混合； d、當(dāng)混合氣體溫度升至205度?300度，進(jìn)入一段反應(yīng)器進(jìn)行甲烷化反應(yīng)； e、一段反應(yīng)器輸出的氣體進(jìn)入二段反應(yīng)器，進(jìn)入甲烷化二段反應(yīng)； f、二段反應(yīng)器輸出的氣體進(jìn)入三段反應(yīng)器，進(jìn)入甲烷化三段反應(yīng)； g、從三段反應(yīng)器輸出甲烷氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，所述焦?fàn)t內(nèi)的混合氣體有H2、CO、N2, CH4, CnHm多種成分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，所述甲烷化一段反應(yīng)、甲烷化二段反應(yīng)、甲烷化三段反應(yīng)均發(fā)生在甲烷化反應(yīng)器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，在甲烷化一段反應(yīng)和甲烷化二段反應(yīng)中，當(dāng)正常操作時，控制汽氣比H2O/原料氣為0.1-0.5，當(dāng)其他原因引起的甲烷化反應(yīng)器超溫的情況下可增大汽氣比H2O/原料氣為0.5?0.7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，所述甲烷化反應(yīng)器進(jìn)出口處各增加一臺壓力變送器，一臺壓力調(diào)節(jié)閥。
【專利摘要】一種焦?fàn)t尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，原煤在焦?fàn)t內(nèi)燃燒后，產(chǎn)生尾氣，尾氣通過甲烷化工藝制成合格天然氣，所述甲烷化工藝包括尾氣預(yù)處理、甲烷化一段反應(yīng)、甲烷化二段反應(yīng)和甲烷化三段反應(yīng)，在甲烷化反應(yīng)過程中，本發(fā)明提出要在原料中添加一定量的工藝蒸汽和循環(huán)氣，只有這樣合適的汽氣比才能保證甲烷化反應(yīng)順利進(jìn)行，才能保持甲烷化反應(yīng)器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時有效地移出反應(yīng)熱，避免催化劑積碳造成的不良影響。
【IPC分類】C10L3-08
【公開號】CN104593110
【申請?zhí)枴緾N201510056587
【發(fā)明人】宋永巖, 唐耀祖, 耿鵬鵬
【申請人】宋永巖, 唐耀祖, 耿鵬鵬
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月4日