[发明专利]以煤层气为原料生产清洁燃料油及高纯度化工产品的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工合成技术领域，特别是一种利用通常认为的污染废弃气体 比如炼焦焦炉气、电石尾气、煤层气等为原料生产清洁燃料油及高纯度化工产 品的方法。

背景技术

煤层气含大量的碳、氢化合物，气体经过整合(甲烷转化、变换等)、净 化和补气后得到合格的合成气。煤层气由于其甲烷含量高，热值高等特点正待 开发利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以煤层气原料制取清洁燃料油及高纯度化工 产品的方法。

具体地说，一种以煤层气为原料制取清洁燃料油及高纯度化工产品的方 法，包括气体整合工序、净化工序、费托合成工序，将煤层气整合到使气体中 H2:CO＝1-2.1，同时经过净化后，得到合格的合成气，合格的合成气在合适的 温度和压力下进行合成反应生成烷烃、烯烃，经过冷却分离后得到燃料油和高 纯度化工产品。

气体整合工序采用非催化部分氧化工艺将煤层气中甲烷转化为氢气和一 氧化碳。

净化工序首先经过有机硫水解，再经湿法脱硫、干法精脱硫和深度净化， 使气体中的总硫小于20PPb。

费托合成工序为将合格的合成气)在合适的温度和压力下，进入合成反 应器，在催化剂作用下，生成烷烃、烯烃，经过冷却分离后，得到蜡、轻油和 重油，采用三个反应器串联，反应后的气体不循环，作为燃料用；反应水处理 后作为锅炉补充水；蜡、轻油和重油再经过精制后得到高纯度蜡和柴油。

费托合成工序采用固定床多反应器串、并联形式，反应后气体不循环的工 艺技术，合成压力为2.5～3.5MPa，操作温度在200～300℃，使用Fe和Co系 催化剂。

合格的合成气预热至反应起始温度，然后进入合成反应器进行反应；合成 塔出口气体首先经石蜡分离器分离气体中的石蜡，然后经重油冷却器冷却后至 重油分离器，分离出气体中的重油，气体再经轻油冷却器冷却后至轻油分离器， 分离出其中的轻油和水，未反应的气体至下一个反应器继续反应，各反应器的 油水混合物经分离器分离后，油至中间槽，反应水至反应水槽，处理后回用； 蜡、重油和轻油至精制工序。

煤层气转化工艺采用非催化部分氧化工艺法，气体进入预热器以转化气为 热源加热至500～700℃左右进入转化炉顶部，与经氧气加热炉预热后的氧气 在转化炉烧嘴处混合，转化反应得以在转化炉内进行。反应后的转化气由下部 进入转化气热回收系统；转化气热回收系统设置有气体预热器、转化气废热锅 炉、给水加热器、脱盐水预热器、水冷却器、气液分离器等，转化气经气体预 热器、转化气废热锅炉、给水加热器、脱盐水预热器回收热量后，再经水冷却 气将转化气冷却至≤40℃，进入气液分离器分离掉冷凝水后，至净化装置。

本发明是以煤层气为原料制取的清洁燃料油的方法，是将气体经过整合， 使气体中H₂:CO＝1～2.1，同时经过净化后，合格的合成气在一定的温度和压 力下、在催化剂作用下合成燃料油。将煤层气转化成燃料油，减少气体直接燃 烧带来的各种污染；所合成的液体燃料，其特点是低硫，不含任何重金属杂质， 使用该燃料的发动机，其总烃排放指标、一氧化碳排放指标、硫化物和氮氧化 物排放指标均优于目前市场的传统精炼和重整液体燃料。合成的液体燃料属于 清洁燃料，所生成的蜡称F-T蜡，其纯度高，杂质含量低，属高纯蜡。汽车的 尾气排放也是目前我国大气污染的重要来源。采用清洁液体燃料，降低汽车尾 气造成的污染，也是液体燃料发展的必然出路。上述清洁燃料油的利用，可带 来巨大的环保效应。本发明是将煤层气进行利用，生产目前市场看好的燃料油 及蜡产品，变废为宝，符合国家的产业政策、环保政策的要求。采用本发明可 生产出柴油和高纯度蜡；本发明所产生的废水和尾气均得到利用，废催化剂生 产厂家回收，不会对环境造成污染。

附图说明

图为本发明工艺流程图。

具体方法方式

如图所示，本发明以煤层气为原料生产清洁燃料油，该工艺包括以下几个 工序：煤层气压缩、气体非催化部分氧化转化、脱硫和深度脱硫、费托合成、 油品精制。

总体的工艺流程为：

煤层气经过压缩后，通过非催化部分氧化转化使甲烷转化为一氧化碳和氢 气，其比例基本达到合成油所要求的比例，再经净化，使气体中的硫含量小于 0.01ppm，合格的合成气至费托(F-T)合成，合成的产品经过冷却分离得到轻 油、重油和蜡，经过精制后得到柴油和精品蜡。