[发明专利]一种焦炉尾气制天然气之甲烷化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及化工业领域，具体的说是一种焦炉尾气制天然气之甲烷化工艺。

背景技术

甲烷化技术是20世纪70年代开始工业化的试验，试验证明了煤气甲烷化可制取合格的合成天然气。CO转化率可100％，CO₂转化率可达98％，甲烷可达95％，低热值达8300Kcal/Nm3。美国大平原煤气化制合成天然气厂，于1984年投产，利用碎煤加压气化，净化煤气通过催化剂在2.4～6MPa、300～700℃下，将H₂、CO合成天然气技术；它是世界上第一座碎煤加压固定床气化生产煤气经净化后由甲烷化合成天然气的大型商业化工厂。不过，我国煤炭产量虽然居世界第一，但是利用率却很低，节能减排压力非常大，提高煤的转化效率及其的洁净化是当今必须解决的重要问题。现有的天然气合成技术流程虽然相对来说比较成熟，但是，甲烷化工艺过程中，甲烷化反应器床层内的可许温度的控制及保持技术还不成熟，常常导致制取的天然气净化程度不纯，所以提高天然气的纯度十分重要。实现甲烷化反应器床层内的可许温度的控制及保持，实现制取的天然气高纯度是本发明要重点解决的技术问题。

发明内容

本发明针对的是上述现有技术存在的问题，提出了一种焦炉尾气制天然气之甲烷化工艺，本发明要解决的技术问题是控制利于天然气合成反应的有效温度，进尔减少催化剂促进反应进行产生的大量的积碳，获得纯度更高的甲烷。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

1.一种焦炉尾气制天然气之甲烷化工艺，其特征在于，原煤在焦炉内燃烧后，产生尾气，尾气通过甲烷化工艺制成合格天然气，所述甲烷化工艺包括尾气预处理、甲烷化一段反应、甲烷化二段反应和甲烷化三段反应，具体包括如下步骤：

a、焦炉内的气体首先在汽气混合器与循环气压缩增压过来的循环气混合；

b、混合后的气体经一段预热器加热；

c、加热后的混合气体与蒸汽分水器内输出的工艺蒸汽混合；

d、当混合气体温度升至205度～300度，进入一段反应器进行甲烷化反应；

e、一段反应器输出的气体进入二段反应器，进入甲烷化二段反应；

f、二段反应器输出的气体进入三段反应器，进入甲烷化三段反应；

g、从三段反应器输出甲烷气体；

具体地，所述焦炉内的混合气体有H₂、CO、N₂、CH₄、CnHm多种成分。

具体地，所述甲烷化一段反应、甲烷化二段反应、甲烷化三段反应均发生在甲烷化反应器中。

具体地，在甲烷化一段反应和甲烷化二段反应中，当正常操作时，控制汽气比H₂O/原料气为0.1-0.5，当其他原因引起的甲烷化反应器超温的情况下可增大汽气比H₂O/原料气为0.5～0.7。

具体地，所述甲烷化反应器进出口处各增加一台压力变送器，一台压力调节阀。

本发明的有益效果在于，如何保持甲烷化反应器床层在可许的温度范围内且及时有效地移出反应热，以及如何避免催化剂积碳造成的不良影响。解决这两点问题关键就在于有效控制原料中添加了一定量的工艺蒸汽和循环气，只有这样合适的汽气比才能保证甲烷化反应顺利进行。

同时下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1：焦炉尾气制天然气大致流程图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

根据本发明的一种焦炉尾气制天然气之甲烷化工艺的优选方式，在本文中将结合附图1详细阐述。首先，原煤在焦炉内燃烧，燃烧后产生混合尾气，主要成分为H₂、CO、N₂、CH₄、CnHm等多种成分，这些混合气体通过一系列的净化、提纯、甲烷化，可以产生清洁能源-甲烷。首先，对混合尾气进行预处理，调好反应温度，做好甲烷化反应的准备工作，之后进入甲烷化反应。第一进行的是甲烷化一段反应，甲烷化一段反应后气体输入至甲烷化二段反应器内，进行甲烷化二段反应，然后将来自甲烷化二段反应器内的气体输入至甲烷化三段反应器内，进行甲烷化三段反应，最后从甲烷化三段反应器内输出甲烷气体。在甲烷化反应过程中，至关重要的是要在原料中添加一定量的工艺蒸汽和循环气，只有这样合适的汽气比才能保证甲烷化反应顺利进行，才能保持甲烷化反应器床层在可许的温度范围内且及时有效地移出反应热，避免催化剂积碳造成的不良影响。

以上是对本发明的优选实施方式的描述。前面的描述中是以说明的目的给出的，并不意在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。其他的修改、变化和改变在上述教导下是可能实现的，对于本领域技术人员也是明了的，并可以在根据本发明的其它实施方式的设计和制造中使用而不脱离本发明的主旨和范围。目的是在本发明的范围不是仅由这个说明书来限定，而是仅由本申请的一部分和/或任何以本申请为基础要求优先权的申请，和/或任何在此申请基础上授予的专利的权利要求来限制。