一种从含氧煤层气中提纯分离甲烷的方法技术

本发明专利技术提供了一种从含氧煤层气中安全提纯分离甲烷的方法，包括下述步骤：首先对含氧煤层气的原料气进行降温，接着对所述的含氧煤层气进行精馏处理，ａ）检测原料气中的甲烷的初始体积浓度ｙ↑［０］；ｂ）以甲烷的体积浓度Ｙ为横坐标，氧的体积浓度Ｘ为纵坐标，用于建立针对分离工艺流程中含氧煤层气的坐标区域，并确定含氧煤层气在初始状态下对应的坐标区域中的爆炸三角形；ｃ）当ｙ↑［０］位于坐标区域的欠氧区时，向待降温的原料气中添加不可燃物；ｄ）保持不可燃物的比例，从添加不可燃物的原料气中安全分离甲烷。使用本发明专利技术的方法可以实现在不需要对原料气作脱氧预处理的情况下从含氧煤层气中安全提纯分离甲烷，降低了成本。

Method for purifying and separating methane from oxygen bearing coalbed methane

The present invention provides a method for safety from oxygen-containing coal bed gas separation and purification of methane, which comprises the following steps: first raw material gas on coal seam gas containing oxygen for cooling, then distillation processing gas containing oxygen to the coal seam, a) detection in raw gas methane concentration y = 0 initial volume B; Y) with the volume concentration of methane as the abscissa and the volume concentration of X oxygen as ordinate, used for building the coordinates of the area of coalbed gas oxygen separation process in the region, and to determine the coordinates of coal-bed gas in the corresponding initial condition of explosion in the triangle; c) when the oxygen area under y = 0 in the region to coordinate the raw gas to be cooled to add non combustible; d) to keep fuel ratio, safe separation of methane from adding raw gas of non combustible matter in. By using the method of the invention, the methane can be safely purified and separated from the oxygen bearing coal-bed methane without the pretreatment of the raw gas, thereby reducing the cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从含氧煤层气中安全提纯分离曱烷的方法，属于混合气体 分离纯化

技术介绍
煤层气属于非常规天然气，即煤在形成和演化过程中生成的、没有经 过运移、以吸附状态存在于煤层内的天然气。煤层气的主要成份为曱烷、 氮气和氧气，是一种清洁和高热值的能源。我国煤层气资源非常丰富，基本储量与常规天然气相当。煤层气有两种抽采方式 一种是地面抽采，其 煤层气中甲烷纯度高，可以达到98%左右。这种煤层气利用价值比较高， 可以直接加压进行管网输运，也可以直接进行液化储运。但是更为广泛的出来的煤层气当中甲烷含量较低，通常在30% ~70%之间。在相当长的一 段时期内，我国煤矿开采过程当中， 一直依赖矿井下抽采，煤层气，即从矿井煤层气中分离提纯曱烷气体对于扩展和提高煤层气的有效利 用率和经济价值具有重要意义。我国煤层气具有数量巨大，产地分散、单 井规模小，且井下抽采气浓度低并含氧等特点，必须有安全、经济的分离 储运技术才能充分合理利用。目前可以应用于从煤层气中分离提纯曱烷的方法一般有低温液化分 离、变压吸附及膜分离等工艺方案，每种技术方案均具有自己的特色且具 有各自的应用范围。但是对于分离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含氧煤层气中提纯分离甲烷的方法，所述方法包括以下步骤：首先对含氧煤层气的原料气进行降温，接着对降温后的含氧煤层气进行精馏处理，即得经分离提纯的甲烷，其特征在于，　ａ）检测原料气中的甲烷的初始体积浓度ｙ↑［０］；　ｂ）以甲烷 的体积浓度Ｙ为横坐标，氧的体积浓度Ｘ为纵坐标，用于建立针对分离工艺流程中的含氧煤层气的坐标区域，并确定含氧煤层气在初始状态下对应的坐标区域中的爆炸三角形；　ｃ）当ｙ↑［０］位于坐标区域的欠氧区时，向待降温的原料气中添加不可燃物，不可燃 物的添加量满足以下关系：Ｘ≥ｙ↑［０］＋ｙ↓［Ｏ↓［２］］↑［０］（１００－ｙ↑［ｃ］）／ｙ↓［Ｏ↓［...

【技术特征摘要】
1. 一种从含氧煤层气中提纯分离甲烷的方法，所述方法包括以下步骤首先对含氧煤层气的原料气进行降温，接着对降温后的含氧煤层气进行精馏处理，即得经分离提纯的甲烷，其特征在于，a)检测原料气中的甲烷的初始体积浓度y0；b)以甲烷的体积浓度Y为横坐标，氧的体积浓度X为纵坐标，用于建立针对分离工艺流程中的含氧煤层气的坐标区域，并确定含氧煤层气在初始状态下对应的坐标区域中的爆炸三角形；c)当y0位于坐标区域的欠氧区时，向待降温的原料气中添加不可燃物，不可燃物的添加量满足以下关系其中，X是混入的不可燃物与原料气的摩尔比，是原料气中氧气的初始体积浓度，yc是分离工艺流程中最易发生爆炸位置处对应坐标区域中的临界爆炸点的甲烷体积浓度，是分离工艺流程中最易发生爆炸位置处对应坐标区域中的临界爆炸点的氧气体积浓度；d)保持不可燃物的比例，从添加不可燃物的原料气中安全分离甲烷。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含氧煤层气的 坐标区域是通过以下方法建立的a) 将坐标横轴与坐标纵轴的交点O (0， O)确定为坐标原点，曱烷的 体积浓度为100%,氧体积浓度为0的点确定为B点，氧的体积浓度为 100%,曱烷的体积浓度为0的点确定为A;b) 连接点A、 O、 B组成分离工艺流程中的含氧煤层气的坐标区域。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的含氧煤层气在 初始状态下对应的爆炸三角形是通过以下方法建立的a) 曱烷和空气的混合气体在精馏处理中的直线方程7=一.755义0;+7^ 与坐标纵轴的交点为Ap连接点A B组成曱烷和空气的混合气体直线方程a,b， Zo,表示氧气的体积浓度，；r表示曱烷的体积浓度；b) 将常温常压下甲烷和空气的混合气体的爆炸下限点丄，爆炸上限点 F和临界爆炸浓度点iV相连接，组成常温常压下含氧煤层气的爆炸三角形 丄，，丄iV为常温常压下含氧煤层气的爆炸下限线，PW为常温常压下含氧煤层气的爆炸上限线；c) 通过在非常温常压下，含氧煤层气在初始状下的爆炸下限点Z7、 爆炸上限点^分别作丄7V和P7V的平行线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴剑峰，公茂琼，孙兆虎，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]