一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及化工業(yè)領域，具體的說是一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝。
【背景技術】
[0002]甲烷化技術是20世紀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轉化率可100%，CO2轉化率可達98%，甲烷可達95%，低熱值達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；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，提高煤的轉化效率及其的潔凈化是當今必須解決的重要問題。現(xiàn)有的天然氣合成技術流程雖然相對來說比較成熟，但是，甲烷化工藝過程中，甲烷化反應器床層內(nèi)的可許溫度的控制及保持技術還不成熟，常常導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)明要重點解決的技術問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對的是上述現(xiàn)有技術存在的問題，提出了一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝，本發(fā)明要解決的技術問題是控制利于天然氣合成反應的有效溫度，進爾減少催化劑促進反應進行產(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方案來實現(xiàn):
[0005]1.一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，原煤在焦爐內(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處理、甲烷化一段反應、甲烷化二段反應和甲烷化三段反應，具體包括如下步驟:
[0006]a、焦爐內(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、當混合氣體溫度升至205度?300度，進入一段反應器進行甲烷化反應；
[0010]e、一段反應器輸出的氣體進入二段反應器，進入甲烷化二段反應；
[0011]f、二段反應器輸出的氣體進入三段反應器，進入甲烷化三段反應；
[0012]g、從三段反應器輸出甲烷氣體；
[0013]具體地，所述焦爐內(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、甲烷化二段反應、甲烷化三段反應均發(fā)生在甲烷化反應器中。
[0015]具體地，在甲烷化一段反應和甲烷化二段反應中，當正常操作時，控制汽氣比H2O/原料氣為0.1-0.5，當其他原因引起的甲烷化反應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，所述甲烷化反應器進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器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時有效地移出反應熱，以及如何避免催化劑積碳造成的不良影響。解決這兩點問題關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順利進行。
[0018]同時下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
【附圖說明】
[0019]圖1:焦爐尾氣制天然氣大致流程圖
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝的優(yōu)選方式，在本文中將結合附圖1詳細闡述。首先，原煤在焦爐內(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，對混合尾氣進行預處理，調(diào)好反應溫度，做好甲烷化反應的準備工作，之后進入甲烷化反應。第一進行的是甲烷化一段反應，甲烷化一段反應后氣體輸入至甲烷化二段反應器內(nèi)，進行甲烷化二段反應，然后將來自甲烷化二段反應器內(nèi)的氣體輸入至甲烷化三段反應器內(nèi)，進行甲烷化三段反應，最后從甲烷化三段反應器內(nèi)輸出甲烷氣體。在甲烷化反應過程中，至關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順利進行，才能保持甲烷化反應器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時有效地移出反應熱，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，并不意在窮舉或將本發(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下是可能實現(xiàn)的，對于本領域技術人員也是明了的，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要求優(yōu)先權的申請，和/或任何在此申請基礎上授予的專利的權利要求來限制。
【主權項】
1.一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，原煤在焦爐內(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處理、甲烷化一段反應、甲烷化二段反應和甲烷化三段反應，具體包括如下步驟: a、焦爐內(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、當混合氣體溫度升至205度?300度，進入一段反應器進行甲烷化反應； e、一段反應器輸出的氣體進入二段反應器，進入甲烷化二段反應； f、二段反應器輸出的氣體進入三段反應器，進入甲烷化三段反應； g、從三段反應器輸出甲烷氣體。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，所述焦爐內(nèi)的混合氣體有H2、CO、N2, CH4, CnHm多種成分。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐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、甲烷化二段反應、甲烷化三段反應均發(fā)生在甲烷化反應器中。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，在甲烷化一段反應和甲烷化二段反應中，當正常操作時，控制汽氣比H2O/原料氣為0.1-0.5，當其他原因引起的甲烷化反應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)權利要求1所述的一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，所述甲烷化反應器進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】一種焦爐尾氣制天然氣之甲烷化工藝，其特征在于，原煤在焦爐內(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處理、甲烷化一段反應、甲烷化二段反應和甲烷化三段反應，在甲烷化反應過程中，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順利進行，才能保持甲烷化反應器床層在可許的溫度范圍內(nèi)且及時有效地移出反應熱，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