煤基清洁节能甲烷工艺制造技术

本发明专利技术提供一种煤基清洁节能甲烷工艺，该技术的特征在于：以煤气化得到的合成气为原料，不经过变换工艺，补入Ｈ↓［２］调节Ｈ↓［２］和ＣＯ的比例。通过全流程工艺优化，将合成甲烷过程中的多种产品及能量充分回收利用，从而达到节能、降耗、减排的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳氧化物合成甲烷领域，特别涉及生产甲垸过程中的产品及能量 回收利用的新工艺。
技术介绍
甲烷化反应主要有两方面的应用 一、在合成氨厂用于气体净化作用，二、 制取天然气和城市煤气增加燃气的热值。在这两种应用中，都会产生一些副产品，如C02和水等，它们被直接排放掉， 而没有把他们作为产品利用起来，这样既污染了环境又浪费了资源。甲烷化反应是强放热反应，热量回收效率的问题到目前还是个没有完全攻克 的难题。目前，由合成气生产甲烷的工艺已经很成熟，但是它们都存在产品单一，破 坏环境，能量损失、工艺复杂、成本过高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供多样化高品质的产品，减轻环境污染，实现零排放，减 少能量损失，达到节能目的，以解决现有技术存在的问题。本专利技术是以煤气化得到的合成气为原料，不经过变换工段，通过补入H2调节H2和CO的比例，经过脱碳工段后，进行合成甲垸反应，在此过程中产生多 种产品并循环利用。上述所称煤气化包括煤的地上催化气化、地上直接气化或地下气化中的一种或多种。补入的H2来源渠道广泛，其中之一是由复合能源通过电解水系统制得。3来自地上催化气化合成气各组分含量范围:<table>table see original document page 4</column></row><table>来自地上直接气化合成气各组分含量范围:地上气化采煤粗煤气组分％(体积百分含量)<table>table see original document page 4</column></row><table>来自地下气化合成气各组分含量范围:地下气化采煤粗煤气组分％(体积百分含量)<table>table see original document page 4</column></row><table>本专利技术的工艺流程叙述如下:利用复合能源制氢技术制得的H2调节合成气的氢碳比， 一般H2和CO的比例为3.0/1~3.1/1，经净化压縮机l加压到1.8 2.0MPa后，常温进入脱碳塔2底 部，与从脱碳塔顶部进来的碳酸丙烯酯溶剂逆向接触，C02被溶剂吸收。富含98%以上C02的碳酸丙烯酯溶剂进入闪蒸塔12，压力降到0.45~0.6MPa 左右，分离出C02，碳酸丙烯酯溶剂进入溶剂槽中循环使用。分离出的含C0295 %以上的气体可以作为气体烟丝膨松剂、植物气肥、超临界萃取剂、饮料添加剂、 焊接保护气、生产泡沫板材、果蔬保鲜剂、生产无机化工产品、硼砂、有机化工 产品(双氰胺、水杨酸、甲醇、甲酸及其衍生物等)、二氧化碳吞吐、驱替采油 或油田助采剂等。脱碳后的净化气经合成压縮机3加压到4 5.4MPa后，分成两部分， 一部 分与丙烯进行羰基合成反应，生成丁辛醇， 一部分先进入多功能净化器4净化， 然后与循环气一起进入甲烷化塔前预热器6，升温到50 26(TC，然后进入装填 深度甲垸合成催化剂的内取热冷管换热式反应器中，甲烷合成反应在一个反应器 内进行。甲垸合成催化剂选用组成为A1203: 70 80%; NiO: 12 20%; La:0.5 5%;Ce: 0.1 5%; Ca:0.1 3%;Na: 0.1 1%; Ba: 0.01 1%的催化剂。反应系统压 力为4.0 5.4MPa，温度为200 700°C，空速为6000~12500h_1，进行甲烷化反 应，反应器出口的C0+C02浓度控制在0.5%以下。甲垸合成后产品气体压力为 4.0 5.4MPa。从甲烷化反应器出来的反应气经甲烷化塔前预热器6、蒸汽发生器7、产品 冷却器8并进入水分离器9进行气液分离。经过分离后的一部分气体通过循环机作为循环气进入循环系统。另一部分气体经过深度脱水塔10，送往CNG、 LNG。分离出来的水经过过 滤、蒸馏分离处理后，作为锅炉用水。煤基甲垸工艺产品一在脱碳工段中，吸附了 C02的碳酸丙烯酯溶剂经过 闪蒸，压力降到0.45 0.6MPa左右，进行解析再生，产生了纯度高达95%以上 的C02气体。C02气体不排放，作为气体烟丝膨松剂、植物气肥、超临界萃取剂、 饮料添加剂、焊接保护气、生产泡沫板材、果蔬保鲜剂、生产无机化工产品、硼 砂、有机化工产品(双氰胺、水杨酸、甲醇、甲酸及其衍生物等)、二氧化碳吞 吐、驱替采油或油田助采剂等。做到了 C02的零排放，达到了 C02有效利用，实现了C02资源化。煤基甲烷工艺产品二脱碳后的合成气经过压縮机3压縮后， 一部分与丙烯 进行羰基合成反应，生成丁辛醇。煤基甲垸工艺产品三在合成甲烷过程中，副产大量高品质的水，所谓高品质，就是指此水经过低成本处理后(如过滤、蒸馏分离处理)，作为锅炉用水， 做到了水的零排放，达到了水的有效利用，实现了水的资源化。煤基甲烷工艺产品四深度甲垸产品作为清洁能源直接加到CNG钢瓶作为车用燃料，也可以送到天然气液化装置生产LNG，从而产生经济效益。煤基甲垸工艺产品五甲烷化反应是强放热反应，产生了大量的热能，以蒸汽和热水的形式部分回收，可副产和回收0. 5 10MPa不同品位的蒸汽和热水， 高温高压的蒸汽膨胀做功，通过连杆、曲柄将活塞的往复运动转变为主轴的旋转 运动，带动发电机发电。也可以直接给压縮机提供能量，推动压縮机做功。附图说明图1为煤基甲垸工艺流程其中，1——净化压缩机；2——脱碳塔；3——合成压縮机；4——多功能净 化器；5——甲烷化反应器；6——甲烷化塔前预热器；7——蒸汽发生器；8~~ 产品冷却器；9——水分离器；10——深度脱水塔；11——循环机；12——闪蒸 塔；13——溶剂槽；14——脱碳泵。具体实施例方式下面结合说明书附图对本专利技术做进一步的描述，以下仅为本专利技术的较佳实施 例而已，不能以此限定本专利技术的范围。即凡是依本专利技术申请专利范围所作的变化 与修饰，皆应仍属本专利技术专利涵盖的范围内。实施例1以来自催化气化的合成气生产3万NmV日规模的甲烷。 去往羰基合成工段0.7万NmV日规模的H2/CO为3.0~3.1的合成气；在脱碳工段中可以产生2.64万mV日的C02，作为气体烟丝膨松剂、植物气 肥、超临界萃取剂、饮料添加剂、焊接保护气、生产泡沫板材、果蔬保鲜剂、生 产无机化工产品、硼砂、有机化工产品(双氰胺、水杨酸、甲醇、甲酸及其衍生 物等)、二氧化碳吞吐、驱替采油或油田助采剂等；产生水量为5.62吨/日，作为锅炉用水；产生热量为6.4X107KJ，这些热量以蒸汽和热水的形式部分回收，可副产和 回收0.5 10MPa不同品位的蒸汽和热zK，高温高压的蒸汽膨胀做功，通过连杆、 曲柄将活塞的往复运动转变为主轴的旋转运动，带动发电机发电。也可以直接给 压縮机提供能量，推动压縮机做功。来自催化气化合成气各组分含量-合成气组分％ (体积百分含量)<table>table see original document page 6</column></row><table>甲烷产品气组成为:产品气体组分％(体积百分含量)<table>table see original本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤基清洁节能甲烷工艺，其特征在于：以煤气化得到的合成气为原料，不经过变换工艺，通过补入Ｈ↓［２］调节Ｈ↓［２］和ＣＯ的比例。

【技术特征摘要】
1、一种煤基清洁节能甲烷工艺，其特征在于以煤气化得到的合成气为原料，不经过变换工艺，通过补入H2调节H2和CO的比例。2、 根据权利要求1所述的工艺，其特征在于H2和CO的比例调为3.0/1 3.1/1。3、 根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于合成气来自煤的地上催化气化、地上直接气化或地下气化中的一种或多种组合。4、 根据权利要求1 3所述的任意一种工艺，其特征在于H2来源于复合能源电解水系统。5、 根据权利要求1 4所述的任意一种工艺，其特征在于在甲烷工艺脱碳工段 中，吸附了C02的溶剂经过闪蒸，进行解析再生，产生的C02作为气体烟丝膨松剂、植物气肥、超临界萃取剂、饮料添加剂、焊接保护气、生产泡沫板 材、果蔬保鲜剂、生产无机化工产品、硼砂、有机化工产品、二氧化碳吞吐、 驱替采油或油田助采剂。6、 根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文堂，常俊石，李金来，蒋建明，张建祥，郭迎秋，张梅香，于建涛，张彦州，孟令龙，刘雪飞，司瑞刚，宋欢芳，马超，次东辉，李欢，
申请(专利权)人：新奥新能北京科技有限公司，新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]