一种煤制合成气甲烷化的工艺的制作方法

文档序号:35890330发布日期:2023-10-28 19:47阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种煤制合成气甲烷化的工艺,其特征在于合成气通过三级甲烷合成反应器制得sng;所述第一级甲烷合成反应器r1为浆态床反应器,第二级甲烷合成反应器r2为绝热固定床反应器,第三级甲烷合成反应器r3为等温固定床反应器,其采用列管水冷的方式进行移热。

2.根据权利要求1所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于包括如下步骤:经换热器e1预热后的合成气进入第一级甲烷合成反应器r1反应,第一出口气a与第三换热蒸汽3在换热器e2处进行汽气换热后进入第二级甲烷合成反应器r2反应,第二出口气b与第四换热蒸汽4在换热器e3处进行汽气换热后进入第三级甲烷合成反应器r3反应,第三出口气c经换热器e4降温、气液分离器v1脱水得到sng;其中,所述第一出口气a为第一级甲烷合成反应器出口气,所述第二出口气b为第二级甲烷合成反应器出口气,所述第三出口气c为第三级甲烷合成反应器出口气。

3.根据权利要求1或2所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:合成气以干气计算的体积空速为7000~30000h-1。

4.根据权利要求1或2所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:所述第一级甲烷合成反应器r1为浆态床反应器,其利用液态石蜡惰性溶剂作为移热介质,反应温度280~340℃,反应压力2.0~3.0mpa。

5.根据权利要求1或2所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:所述第二级甲烷合成反应器r2为绝热固定床反应器,反应温度为260~550℃,反应压力为2.0~3.0mpa。

6.根据权利要求1或2所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:所述第三级甲烷合成反应器r3为等温固定床反应器,其采用列管水冷的方式进行移热,反应温度为280~400℃,反应压力为2.0~3.0mpa。

7.根据权利要求2所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:锅炉水分为两部分,一部分由下至上进入等温反应器列管中对反应进行移热,生成第一换热蒸汽1进入汽包d1,另一部分进入换热器e4壳程与第三出口气c进行换热,生成第二换热蒸汽2进入汽包d1;汽包d1中的蒸汽进入换热器e1壳程对合成气进行预热,生成第三换热蒸汽3,第三换热蒸汽3与第一出口气a在换热器e2处进行换热,生成第四换热蒸汽4,第四换热蒸汽4与第二出口气b在换热器e3处进行换热,生成高品位蒸汽hps。

8.根据权利要求2或7所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:2~10%的合成气在最初投料时采用电加热器e0进行预热后进入第三级甲烷合成反应器r3中进行反应,第三级甲烷合成反应器r3列管中生成第一换热蒸汽1,第三出口气c与换热器e4壳程锅炉水进行换热,生成第二换热蒸汽2后与第一换热蒸汽1合并进入汽包d1,自产蒸汽建立换热系统。

9.根据权利要求2或7所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:换热器e1、e2、e3为汽气换热器,换热器e4为水气换热器。

10.根据权利要求1或2所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:用于第一级甲烷合成反应器r1和第三级甲烷合成反应器r3中的催化剂是以铜、镍双金属为活性组分,氧化铝为主要载体;第二级甲烷合成反应器r2中催化剂是以镍为活性组分,镁铝钙复合氧化物为主要载体。

11.根据权利要求10所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:铜、镍双金属活性组分采用沉淀法、雾化喷洒法与氧化铝载体进行结合,氧化铝以γ-al2o3或δ-al2o3或α-al2o3中的一种或者几种形态存在,其中用于第一级甲烷合成反应器r1的催化剂粒度为100~120目,用于第三级甲烷合成反应器r3的催化剂粒度为φ3х3。

12.根据权利要求11所述的煤制合成气甲烷化工艺,其特征在于:用于第二级甲烷合成反应器r2中催化剂的活性组分镍采用浸渍法与镁铝钙复合载体进行结合,镁铝钙尖晶石复合载体以mgal2o4、caal2o4、mgo、γ-al2o3、cao中的一种或者几种形态存在,催化剂粒度为φ5х5。


技术总结
本发明一种煤制合成气甲烷化的工艺,合成气通过三级甲烷合成反应器制得SNG。本发明工艺具有流程短、设备少、无需循环压缩机或补氢对合成气进行稀释等特点;同时,能利用自身反应热副产蒸汽作为加热热源,在能耗利用方面具有良好的经济性;且COx转化率高,CH<subgt;4</subgt;选择性好,产品气中CH<subgt;4</subgt;含量在98%以上满足天然气管输要求。

技术研发人员:张杰,王金利,朱艳芳,吴学其,徐本刚,张觅,郭天佛
受保护的技术使用者:中石化南京化工研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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