一种适应于煤制气的多功能耐硫甲烷化变换工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种适应于煤制气的多功能耐硫甲烷化及变换工艺，该工艺至少包括2级多功能催化反应，在反应器中，使用集变换、水解和甲烷化于一体的多功能的复合型催化剂，发生部分甲烷化、变换和有机硫水解和氢解等反应，满足系统的自热平衡、调整合理的氢/碳：（H2-CO2）/(CO+CO2) ≈ 3：1，并使有机硫转化率达到99%，为制取天然气或者液化天然气的甲烷化合成工段提供合格的原料气。本发明专利技术具有节省蒸汽、能耗低，设备投资和操作费用低等优点，解决了目前甲烷化合成前原料气预处理，变换深度难以控制，有机硫水解和操作不稳定的难题，具有较好的经济和环保效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种适应于煤制气的多功能耐硫甲烷化及变换工艺，该工艺至少包括2级多功能催化反应，在反应器中，使用集变换、水解和甲烷化于一体的多功能的复合型催化剂，发生部分甲烷化、变换和有机硫水解和氢解等反应，满足系统的自热平衡、调整合理的氢/碳：（H2-CO2）/(CO+CO2)?≈?3：1，并使有机硫转化率达到99%，为制取天然气或者液化天然气的甲烷化合成工段提供合格的原料气。本专利技术具有节省蒸汽、能耗低，设备投资和操作费用低等优点，解决了目前甲烷化合成前原料气预处理，变换深度难以控制，有机硫水解和操作不稳定的难题，具有较好的经济和环保效益。【专利说明】
本专利技术提供了一种适应于煤制气的多功能耐硫甲烷化变换工艺，具体地说是一种 以含硫C0原料气为原料进行耐硫甲烧化、变换和有机硫水解等反应的新工艺。 一种适应于煤制气的多功能耐硫甲烷化变换工艺
技术介绍
煤、石油和天然气是当今世界能源的三大支柱，我国贫油少气，但煤碳资源相当丰 富。近年来随着国民经济的快速发展，天然气作为一种清洁高效的能源，在能源的消费中所 占的比例迅速增加，目前国内天然气的需求量远远超过供给量，因此煤制天然气技术不仅 可以满足日益增长的市场需求，而且对我国的能源安全，节能减排具有重要的意义。 虽然煤制天然气的技术已基本成熟，但在工业应用中暴露出制约生产的重要问 题：（1)由于原料煤的品种不同，气化产生的原料气中的C0含量较低，而受合成天然气H2/ C0的限制，变换深度较浅，反应放出的热量不足以维持变换装置的自热平衡，需要添加蒸汽 维持装置的运行，造成能量较大的浪费；（2)由于变换温度较低，不利于原料气中有机物的 水解并极易形成焦油沉积使变换催化剂失活。（3)大部分原料气直接进入低温甲醇洗工段， 给后续脱硫脱碳工艺造成困难。 因此，进行煤制气变换新工艺的研究，开发出集变换、水解和甲烷化于一体的多 功能的复合型催化剂，满足甲烷化合成入口对H 2/co和有机硫水解等性能的要求并降低系 统能耗，维持装置稳定运行，是目前煤制气工艺亟待解决的重要问题，具有重要的现实意 义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种适应于煤制气的多功能耐硫甲烷化及变换新工艺，具体地说是 一种以含硫C0原料气为原料进行耐硫甲烧化、变换和有机硫水解等反应的新工艺。 本专利技术通过如下技术方案实现： 该工艺至少包括1级多功能催化反应，原料气首先换热器然后进入分离器分离掉多余 的水后，进入脱毒槽脱除粉尘等杂质后被加热至300-50(TC、然后进入第一多功能反应器进 行一级催化反应，床层温度为500-750°C，出口 C0的体积含量为< 15%(干基，v%)，甲烷体积 含量彡14%(干基，v%)，有机硫转化率大于90% ;从第一反应器中出来的气体经与第一反应 器入口气体进行换热并经过废锅调整温度至300-50(TC后、进入第二反应器进行二级甲烷 化反应，床层温度为500-700°C，二级甲烷化后出口气体中干基C0的体积含量为< 11%(干 基，v%)，甲烷体积含量为彡18% (干基，v%)，有机硫转化率大于99% ;从第二反应器中出来的 气体经废锅回收高压蒸汽后加入下一工序。 上述工艺中，原料气先进行多功能催化反应再进行酸性气体脱除的生产工艺；每 级多功能反应器中有机硫氢解和甲烷化反应同时进行，使用多功能催化剂，催化剂的体积 空速为 800-600011' 本专利技术的多功能催化剂为钥基多功能催化剂，催化剂采用混捏法制备，其中氧化 钥含量17. 2%，氧化硅含量9. 6%，氧化镁含量25%，氧化铝含量48. 2%。 本专利技术的多功能催化剂还可以为专利201310398946. 3公开的耐硫甲烷化催化 齐U，所述催化剂以镁铝尖晶石为载体，催化剂中有效成分：钴以C〇0计为催化剂总量的 0. 2?20%，钥以M〇03计为催化剂总量的1?30%，其余的成分为活性助剂。所述活性助剂 为Fe、Ni、Ce、K、Na、La、Zr或Mg的氧化物的一种或多种，或其硝酸盐的一种或多种， 或其碳酸盐的一种或多种，或其硫酸盐的一种或多种。 本专利技术使用集变换、水解和甲烷化于一体的多功能的复合型催化剂，发生部分 甲烷化、变换和有机硫水解和氢解等反应，满足系统的自热平衡、调整合理的氢/碳： (H2-C02)/ (C0+C02)?3:1，并使有机硫转化率达到99%以上，为制取天然气或者液化 天然气的甲烷化合成工段提供合格的原料气。 与目前在用天然气工艺相比，本专利技术工艺具有流程简单，能耗低，设备投资和操作 费用和成产成本显著降低等优点，项目实施后将进一步降低天然气的生产成本，为我国的 煤制气行业开辟一条更加节能的新生产途径，具有如下经济技术优势： (1)采用耐硫甲烷化工艺并脱出〇)2后，出口 H2/ C0& 3.5-3. 0,可以得到与Tops Φθ 公司耐硫变换后CH4含量高的甲烷合成气，流程不需要设置耐硫变换和水解装置，工艺流 程将大大被简化。 (2)出口 CH4%含量由原料气中的10-12%(干基，ν%)增加到15-20%(干基，ν%)左 右。 (3)利用变换和甲烷化反应放出的热量维持了装置的自热平衡，因此运行过程无 需添加蒸汽，节省蒸汽20-50吨/h。 (4)由于有甲烷3_8%(干基，ν%)生成，进入甲烷化和低温甲醇洗的气体体积将被 缩小10-20%左右，降低了后续工段的设备和操作费用。 (5)在高温下，有机硫等高分子化合物被加氢转化，解决了目前甲烷化合成前原料 气预处理，变换深度难以控制，有机硫水解和操作不稳定的难题，具有较好的环保效益。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的2级生产工艺流程图。 【具体实施方式】 以下为本专利技术的【具体实施方式】，所述的实施例是为了进一步描述本专利技术，而不是 限制本专利技术。 实施例1 2级多功能耐硫甲烷化及变换工艺 第一级耐硫-甲烷化：C0干基体积含量为20. 63% (CH4体积含量为11. 7%)的原料气首 先换热器将温度降低到150度，然后进入分离器分离到多余的水后，进入脱毒槽脱除粉尘 等杂质后，与第一级多功能反应后的气体换热到450°C，进入第一反应器进行一级耐硫甲烷 化、变换和水解反应，第一级反应器床层的热点温度为580°C，反应压力3. OMPa，第一级反 应器出口气体中C0干基含量为14. 7% ;CH4干基含量15. 7%。 一级反应后的气体与入口原料气进行换热，并经废锅副产中压蒸汽降温至450°C 进入第二级多功能反应器继续进行反应，第二级反应器床层的热点温度为530°C，第二级反 应器出口 C0干基含量为9. 7%，CH4干基含量19. 1%。 2级反应后H2/ C0 ~ 3. 2,有机硫水解率99. 1% 上述过程中使用钥基多功能催化剂，催化剂的体积空速为1000' 实施例2 2级多功能耐硫甲烷化及变换工艺 第一级耐硫-甲烷化：C0干基含量为22. 3% (CH4含量为8. 7%)的原料气首先换热器 将温度降低到150度，然后进入分离器分离到多余的水后，进入脱毒槽脱除粉尘等杂质后， 与第一级多功能反应后的气体换热到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应于煤制气的工艺，以含硫CO原料气为原料进行多功能耐硫甲烷化、变换反应以及有机硫氢解或水解，该工艺至少包括1级多功能耐硫催化反应，满足甲烷化合成气对H2/ CO≈ 3.0‑3.5的要求，并使有机硫转化率达到99%以上，为制取天然气或者液化天然气的甲烷化合成工段提供合格的原料气。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：纵秋云，李袖章，刘博男，荆宏建，高辉，肖杰飞，张晋，王利军，杜卫东，曲思秋，孙波，林彩虹，何志灵，袁红娟，杨鹏飞，郭栋，
申请(专利权)人：青岛联信催化材料有限公司，山东三维石化工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37