一种甲醇转化为天然气的方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种甲醇转化为天然气的方法，它包括以下步骤：S1.以甲醇为主原料，乙醇为添加剂，将两者进行均匀混合作为混合反应原料；S2.将甲醇与乙醇的混合反应原料进行加热汽化；S3.将汽化后的混合气体通入至盛装有以复合酸作为催化剂的反应器，在温度≥180℃，压力≥0.15MPa，空速为0.6-0.8h-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的混合燃气。其有益效果在于：本发明可将甲醇转化为高热值混合燃气，不再需要铺设专用输送管路输送天然气，降低了大量的成本，且其燃料费用低于市场天然气。
【专利说明】一种甲醇转化为天然气的方法及其装置
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及燃气【技术领域】，具体的说，本发明涉及一种将甲醇转化为天然气的方法及其装置。
【【背景技术】】
[0002]天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。
[0003]然而，天然气的输送需要铺设对应的输送管路，且该输送管路的气密性要求相对较高，在输送过程中容易造成泄漏等问题，同时，综合各种因素考虑，天然气输送难度大，(特别是液化天然气)输送成本较高。此外，天然气的产能相对较低，而国内的对甲醇的产能过剩，怎样将甲醇转化为天然气是一个亟待解决的问题。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种将甲醇转化为天然气的方法及其装置。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:一种甲醇转化为天然气的方法，它包括以下步骤:
[0006]S1、以甲醇为主原料，乙醇为添加剂，将两者进行均匀混合作为混合反应原料；
[0007]S2、将甲醇与乙醇的混合反应原料进行加热汽化；
[0008]S3、将汽化后的混合气体通入至盛装有以复合酸作为催化剂的反应器，在温度≥180°C，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.8h-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的混合燃气。
[0009]下面对上述技术方案进一步阐述:
[0010]所述复合酸催化剂为甲醇脱水催化剂、乙醇脱水催化剂、二甲醚脱水催化剂及乙烯叠合催化剂混合形成。
[0011]所述步骤S3之后还包括步骤:将混合燃气通入冷却器冷却，冷却后的混合燃气经气液分离器分离形成气相及液相。
[0012]所述步骤S2中的加热温度为≥1800C。
[0013]所述步骤S3中，在向反应器中通入混合气体的同时搅拌反应器中的复合酸催化剂，以使混合气体与复合酸催化剂充分接触。
[0014]本发明还提供了一种甲醇转化天然气的装置，它包括一用于输送甲醇与乙醇混合反应原料的计量泵，一用于将所述混合反应原料进行汽化的汽化器、一盛装有以复合酸作为催化剂的反应器、一对反应生成产物进行冷却的冷却器及一用于对生产产物进行气液分离的气液分离器，其中，所述计量泵的输出口与所述汽化器的输入口连接，所述反应器的输入口与所述汽化器的输出口连接，所述冷却器的输入口与反应器的输出口连接，所述气液分尚器的输入口与所述冷却器的输出连接。
[0015]本发明的有益效果在于:本发明以甲醇为主原料，以乙醇为添加剂，以复合酸作为催化剂，在温度≥1800C，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.81h-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的高热值混合燃气，本发明的装置可直接配置在工厂中，将甲醇转化成天然气供给工厂，不再需要铺设专用输送管路输送天然气，降低了大量的成本，且其燃料费用低于市场天然气。此外本装置可作为分布或能源工作站并入城市管道作为天然气调峰。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0016]图1为本发明装置的结构示意图；[0017]图中:计量泵I ;汽化器2 ;反应器3 ;第一冷却器4 ;气液分离器5 ;第二冷却器6 ；第一储气罐7 ;冷冻干燥器8 ;第二储气罐9 ;低压阀10 ;催化剂11。
【【具体实施方式】】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0019]一种甲醇转化为天然气的方法，它包括以下步骤:
[0020]S1、以甲醇为主原料，乙醇为添加剂，将两者在容器中进行均匀混合作为混合反应原料；
[0021]S2、将甲醇与乙醇的混合反应原料加热至180°C以上进行汽化；
[0022]S3、将汽化后的混合气体通入至盛装有以复合酸作为催化剂的反应器3，在温度≥180°C，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.81h-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的混合燃气。较佳的，所述复合酸催化剂为甲醇脱水催化剂、乙醇脱水催化剂、二甲醚脱水催化剂及乙烯叠合催化剂混合形成，在向反应器3中通入混合气体的同时搅拌反应器3中的复合酸催化剂11，以使混合气体与复合酸催化剂11充分接触。
[0023]S4、将混合燃气通入冷却器冷却，冷却后的混合燃气经气液分离器5分离形成气相及液相，液相由出液口排出，气相由出气口输出。
[0024]参照图1所示，本发明还提供了一种甲醇转化天然气的装置，它包括一用于输送甲醇与乙醇混合反应原料的计量泵1，一用于将所述混合反应原料进行汽化的汽化器2、一盛装有以复合酸作为催化剂11的反应器3、一对反应生成产物进行冷却的第一冷却器4及一用于对生产产物进行气液分离的气液分离器5，其中，所述计量泵I的输出口与所述汽化器2的输入口连接，所述反应器3的输入口与所述汽化器2的输出口连接，所述第一冷却器4的输入口与反应器3的输出口连接，所述气液分离器5的输入口与所述冷却器的输出连接。
[0025]此外，本发明的装置还包括第二冷却器6、第一储气罐7、冷冻干燥器8、第二储气罐9及低压阀10，所述第二冷却器6的输入口连接于气液分离器5的出气口，第二冷却器6的输出口连接于第一储气罐7的输入口，第一储气罐7上设有溢流口，所述溢流口与所述冷冻干燥器8的输入口连接，冷冻干燥器8的输出口连接于第二储气罐9的输入口，第二储气罐9的输出口经低压阀10等与工厂一燃烧设备连接，以供给燃烧设备使用；进一步的，所述第一储气罐7的输出口还通过一循环管路连接至反应器3中。
[0026]计量泵I以1000kg/h将甲醇与乙醇的混合反应原料输送至汽化器2中，经汽化器2加热至180°C以上汽化，汽化后的混合气体经单向阀进入反应器3中与复合酸催化剂11充分接触，在温度≥180°C，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.8h_l条件下，首先被脱水为二甲醚、乙烯，然后，二甲醚、乙烯转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的混合燃气，混合燃气经过第一冷却器4冷却输入至气液分离器5进行分离形成气相与液相，其中，液相经出液口的阀门排出，而气相一部分进入第一储气罐7，再经冷冻干燥器8干燥存至第二储气罐9中，第二储气罐9则可将其输送至工厂燃烧设备，另一部分作为循环气由循环管路返回至反应器3中。
[0027]本装置中，原料加热可采用第一冷却器4和/或第二冷却器6反应热的热量将原料加热，反应中的温度控制采用循环气调控，使反应温度达到反应温度范围，这样，反应热得到充分利用，降低了装置的能耗。反应中的使用的水经简单中和可收集作为冷却水循环利用，一部分作为无害物排放。
[0028]综上所述，本发明以甲醇为主原料，以乙醇为添加剂，以复合酸作为催化剂11，在温度≥180°C，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.8h_l条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的高热值混合燃气，本发明的装置可直接配置在工厂中，将甲醇转化成天然气供给工厂，不再需要铺设专用输送管路输送天然气，降低了大量的成本，且其燃料费用低于市场天然气。此外本装置可作为分布或能源工作站并入城市管道作为天然气调峰。
[0029]以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改 或等同替换，均属于本发明所保护的范围。
【权利要求】
1.一种甲醇转化为天然气的方法，其特征在于:它包括以下步骤: 51、以甲醇为主原料，乙醇为添加剂，将两者进行均匀混合作为混合反应原料； 52、将甲醇与乙醇的混合反应原料进行加热汽化； 53、将汽化后的混合气体通入至盛装有以复合酸作为催化剂的反应器，在温度≥180°C，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.8h-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的混合燃气。
2.根据权利要求1所述的甲醇转化为天然气的方法，其特征在于:所述复合酸催化剂为甲醇脱水催化剂、乙醇脱水催化剂、二甲醚脱水催化剂及乙烯叠合催化剂混合形成。
3.根据权利要求1所述的甲醇转化为天然气的方法，其特征在于:所述步骤S3之后还包括步骤:将混合燃气通入冷却器冷却，冷却后的混合燃气经气液分离器分离形成气相及液相。
4.根据权利要求1所述的甲醇转化为天然气的方法，其特征在于:所述步骤S2中的加热温度为≥180°C。
5.根据权利要求1所述的甲醇转化为天然气的方法，其特征在于:所述步骤S3中，在向反应器中通入混合气体的同时搅拌反应器中的复合酸催化剂，以使混合气体与复合酸催化剂充分接触。
6.一种甲醇转化天然气的装置，其特征在于:它包括一用于输送甲醇与乙醇混合反应原料的计量泵，一用于将所述混合反应原料进行汽化的汽化器、一盛装有以复合酸作为催化剂的反应器、一对反应生成产物进行冷却的冷却器及一用于对生产产物进行气液分离的气液分离器，其中，所述计量泵的输出口与所述汽化器的输入口连接，所述反应器的输入口与所述汽化器的输出口连接，所述冷却器的输入口与反应器的输出口连接，所述气液分离器的输入口与所述冷却器的输出连接。
【文档编号】C10L3/08GK103820181SQ201210461636
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】李卫教 申请人:东莞市久能二甲醚应用技术专利有限公司