后，压缩至2MPaG，总硫含量彡IOOppb (v/v)，其组成与实施例1 相同。流程如图1所示，甲烷化催化剂选用常规甲烷化催化剂（55%41203、20%的1%0、25% 的NiO)。焦炉气与循环气（焦炉气与循环气的摩尔比为1.4:1)混合后，经一段反应器入 口温度调节系统调整至280°C，进入一段绝热式反应器进行甲烷合成反应，催化剂空速采用 200001!'通过调节循环气流量控制一段反应器床层热点温度维持在545°C。反应后气体组 成如下表所示：
[0086] -段产品气组成表
[0087]
[0088] 该气体通过冷凝分水糸统降温全305°C后，分为两部分气体。一部分作为循环气 经循环压缩机压缩后与原料气混合，该部分气体量占冷却后气体量的80% (摩尔百分含 量）；另一部分直接进入二段内换热甲烷化反应器继续进行甲烷合成反应，催化剂空速采 用δΟΟΟΙΓ 1，控制催化剂床层入口温度为320°C，使热点温度为处在335°C左右。反应后气体 经由产品冷却分水系统冷却分水后，得到合成天然气。该气体组成如下表所示
[0089] 合成天然气组成表
[0090]
[0091] 对比例1
[0092] 一、二反应器均采用绝热式反应器，所有主要操作参数均与实施例1相同。
[0093] 焦炉气经常规净化后，压缩至3. 5MPaG，总硫含量彡IOOppb (v/v)，其组成与实施 例1相同。流程如图1所示，焦炉气输送管线连接于一段反应器入口温度调节系统Ml入 口，一段反应器入口温度调节系统Ml出口经由管道连接于一段的绝热式反应器Rl入口，一 段的绝热式反应器Rl出口经由管道连接于第一冷凝分水系统M2入口，第一冷凝分水系统 M2出口分为两个支管，第一支管经由循环压缩机Cl与焦炉气输送管线汇合，第二支管经由 二段反应器入口温度调节系统M4连接于二段的绝热式反应器R2'入口，二段绝热式反应 器R2 '出口经由管道连接于第二冷凝分水系统M3入口，第二冷凝分水系统M3出口连接有 合成天然气输送管线。甲烷化催化剂选用常规甲烷化催化剂（60 % A1203、20 %的MgO、20 % 的NiO)。焦炉气与循环气（焦炉气与循环气的摩尔比为1:1)混合后，经一段反应器入口 温度调节系统调整至320°C，进入一段的绝热式反应器进行甲烷合成反应，催化剂空速采用 50001Γ 1，通过调节循环气流量控制一段反应器床层热点温度维持在620°C。反应后气体组 成如下表所示：
[0094] -段产品气组成表
[0095]
[0096] 该气体通过冷凝分水系统降温至100°C后，分为两部分气体。一部分作为循环气经 循环压缩机压缩后与原料气混合，该部分气体量占冷却后气体量的40% (摩尔百分含量）； 另一部分经二段反应器入口温度调节系统调整至320°C，进入二段的绝热甲烷化反应器中 继续进行甲烷合成反应，催化剂空速采用δΟΟΟΙΓ 1，控制催化剂床层入口温度为320 °C，使热 点温度维持在430°C左右。反应后气体经由产品冷却分水系统冷却分水后，得到合成天然 气。该气体组成如下表所示：
[0097] 合成天然气组成表
[0098]
[0099] 与实施例1相比，由于第二段使用绝热式反应器，必需在工艺流程中增加二段入 口温度调节系统调节温度，该系统的加入，不但增加了设备投资，而且增加了系统的能耗； 产品气中CO 2含量为350ppm，不利于后续工段的正常运行。
【主权项】
1. 一种焦炉气制备合成天然气的工艺，该工艺包括如下步骤： (A) 将作为原料气的焦炉气或压缩净化后的焦炉气与来自循环压缩机的循环气混合， 通过温度调节系统调节至230 - 350 °C，优选250 - 320°C; (B) 调节温度后的混合气进入一段的绝热式反应器进行甲烷化反应； (C) 以上步骤（B)获得的反应后气体进行冷凝分水而获得除水的混合气，然后该混合 气被分为两部分，其中第一部分的混合气作为循环气经循环压缩机压缩后与作为原料气的 焦炉气或压缩净化后的焦炉气混合，第二部分的混合气被直接输送至二段的内换热式反应 器中； (D) 进入二段的内换热式反应器中的混合气继续进行甲烷化反应而获得富甲烷气；和 (E) 将步骤（D)中甲烷化反应后所得的富甲烷气进行冷凝分水，得到合成天然气。2. 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在步骤（A)中，作为原料气的焦炉气或 压缩净化后的焦炉气与来自循环压缩机的循环气的摩尔比为0.5~1.5:1，优选0.6~ 1. 4:1，更优选 0. 7 ~1. 4:1。3. 根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，在步骤（C)中，第一部分的混合气占 全部混合气（即第一部分+第二部分）的摩尔比为30~85%，优选40~80%，第二部分 气体占全部气体的摩尔比为15~70%，优选20~60%。4. 根据权利要求1-3中任意一项所述的工艺，其特征在于在步骤（B)的甲烷化反应中， 所述一段的绝热式反应器的入口温度为230~350°C、优选250°C~320°C、更优选260°C~ 310°C，内部床层热点温度为530~650°C、优选545°C~620°C、更优选560°C~600°C。5. 根据权利要求1-4中任意一项所述的工艺，其特征在于在步骤（D)的甲烷化反应 中，所述二段的内换热式反应器的入口温度为95°C~320°C、优选为100°C~305°C、更优 选为120°C~290°C，内部床层入口温度为230°C~350°C、优选为250°C~320°C、更优选 260°C~310°C，床层热点温度为250°C~450°C、优选265°C~430°C、更优选270~420°C。6. 根据权利要求1-5中任意一项所述的工艺，其特征在于，在步骤（B)和/或（D)的 甲烷化反应中使用甲烷化催化剂；优选的是，所述甲烷化催化剂包括50-60质量％的A1203、 20-30质量％的MgO、20-30质量％的NiO或由它们组成。7. 根据权利要求1-6中任意一项所述的工艺，其特征在于，一段的绝热式反应器和二 段的内换热式反应器各自的空速独立地是300(?- 1~3000(?'更优选400(?-1~2500(?' 更优选 50001T1 ~20000h'8. 根据权利要求1-7中任意一项所述的工艺，其特征在于，作为原料气的压缩净化后 的焦炉气的总硫含量<IOOppb(v/v)，压力维持在I. 5MPaG~3. 5MPaG，优选在I. 3MPaG~ 3. 2MPaG，更优选在I. 5MPaG~3. 5MPaG。9. 根据权利要求1-8中任意一项所述的工艺，其特征在于，原料气的组成，按体积％ 计，为： H2:56. 0-68. 0 体积％，CO:6. 0-12. 0 体积 ％，CO2:L0-5. 0 体积％，CH4:18. 0-27. 0 体 积％，N2:2. 0-6. 0 体积％，H20 :0? 8-2. 0 体积％，CnHni:L5-3. 0 体积％，0 2, ：0-1. 0 体积％， 其中n为2-6,m为4-15 ;和/或 步骤（E)获得的合成天然气的014纯度达到69. 6%以上，且不含C0、CO2和CnHm，其中n为 2-6,m为 4-15。10. -种焦炉气制备合成天然气的装置或以上权利要求1 一 9中任何一项的方法所用 的焦炉气制备合成天然气的装置，该装置包括：温度调节系统、一段的绝热式反应器、第一 冷凝分水系统、二段的内换热式甲烷化反应器、第二冷凝分水系统和循环压缩机，其中，焦 炉气进料管线经由温度调节系统连接于一段绝热式反应器入口，一段绝热式反应器出口连 接到第一冷凝分水系统的入口，第一冷凝分水系统出口分为两个支路，第一支路经由循环 压缩机与焦炉气进料管线汇合，第二支路连接于二段内换热式反应器入口，二段内换热式 反应器出口连接于第二冷凝分水系统入口，第二冷凝分水系统出口连接有合成天然气输送 管线。
【专利摘要】焦炉气制备合成天然气的工艺包括：(A)焦炉气与来自循环压缩机的循环气混合，由温度调节系统调节至230-350℃；(B)混合气进入一段的绝热式反应器进行甲烷化反应；(C)冷凝分水，除水的混合气被分为两部分，第一部分作为循环气经循环压缩机压缩后与作为原料气的焦炉气混合，第二部分被直接输送至二段的内换热式反应器中继续进行甲烷化反应，得到富甲烷气；和(E)将富甲烷气进行冷凝分水，得到合成天然气。本发明工艺简单，降低了设备投资，并且二段反应器可以有效抗衡焦炉气组分波动对合成产品气中CO2的影响，保证后续工段的正常运行。
【IPC分类】C10L3/08
【公开号】CN104910984
【申请号】CN201510247511
【发明人】常俊石, 赵海龙, 朱攀中, 赵先兴, 刘雪飞, 史立杰, 宋建平, 司瑞刚, 马超, 堵俊俊, 孙树英
【申请人】新地能源工程技术有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月15日