一种焦炉煤气利用新方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107446635A(43)申请公布日2017.12.08(21)申请号201610374577.8C07C2/76(2006.01)(22)申请日2016.05.30C07C11/24(2006.01)C01B3/56(2006.01)(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号申请人中国平煤神马能源化工集团有限责任公司(72)发明人杨永进张劲松孙博孙家言海国栋张五交杨旭谷小虎李飞王旭峰吴卫红(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人张志伟(51)Int.Cl.C10L3/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种焦炉煤气利用新方法(57)摘要本发明属于煤化工技术领域，具体为一种焦炉煤气利用新方法。将焦炉产生的荒煤气与甲烷按一定的比例混合，所产生的混合气体通入等离子体热裂解反应器产生含有乙炔、氢气与一氧化碳的混合气体，该混合气通过净化进入分离提浓装置提取得到乙炔产品和尾气。尾气经过压缩和预热进入甲烷化反应装置，反应后的气体经过变压吸附分离装置得到产品氢气和合成甲烷，所得到合成甲烷一部分与荒焦炉煤气混合送入等离子体裂解反应器，另一部分作为产品输出。本发明充分利用焦炉煤气中的碳和氢资源，所得到的产品为高附加值的氢气、合成天然气与乙炔，与常规的焦炉煤气部分氧化制乙炔过程和焦炉煤气制合成天然气过程相比，具有显著的节能和资源利用率高的效果。CN107446635ACN107446635A权利要求书1/1页1.一种焦炉煤气利用新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将焦炉产生的荒煤气与甲烷混合，所产生的混合气体通入等离子体热裂解反应器产生含有乙炔、氢气与一氧化碳的混合气体，该混合气通过净化进入分离提浓装置提取得到乙炔产品和尾气；尾气经过压缩和预热进入甲烷化反应装置，反应后的气体经过变压吸附分离装置得到产品氢气和合成甲烷。2.按照权利要求1所述的焦炉煤气利用新方法，其特征在于，荒煤气与甲烷混合过程所使用的甲烷来自于所述过程中产生的合成甲烷。3.按照权利要求1所述的焦炉煤气利用新方法，其特征在于，荒煤气与甲烷的混合比例根据混合后气体中甲烷的体积浓度来确定，混合气中甲烷的体积浓度范围为23％～50％。4.按照权利要求1所述的焦炉煤气利用新方法，其特征在于，优选的，混合气中甲烷的体积浓度范围为25％～40％。5.按照权利要求1所述的焦炉煤气利用新方法，其特征在于，所得到合成甲烷一部分与荒焦炉煤气混合送入等离子体裂解反应器，另一部分作为产品输出。2CN107446635A说明书1/3页一种焦炉煤气利用新方法技术领域[0001]本发明属于煤化工技术领域，具体为一种焦炉煤气利用新方法，利用焦炉煤气同时制备乙炔、氢气和合成甲烷。背景技术[0002]我国是世界焦炭产量最大的国家，2010年焦炭产量为3.8亿吨，约占世界焦炭总产量的60％。在焦炭的生产过程中平均每吨焦炭副产焦炉煤气400立方米，其中40～45％用于焦炭生产的燃料，其余为富余的焦炉煤气。焦炉煤气的主要成分为H2、CH4、CO等，各自的组成如表1所示，这些组分既是清洁燃料也是重要的化工合成原料，如何充分、经济合理地利用焦炉煤气资源成为工业生产部门最为关心的问题。[0003]表1、焦炉煤气的组成[0004][0005]目前焦炉煤气的使用途径概括起来包括以下几个方面：金属的冶炼与加工；作为燃气用于工业过程的燃烧加热与发电；通过化学转化制备氢气或者合成气，并进一步生产合成氨、尿素、甲醇以及通过费托合成生产燃料油等。以上这些方法有的效率与能量利用率低，有的与大型煤化工产品相比竞争能力弱、经济效益差。[0006]中国发明专利(公开号CN101100622A与CN101649232A)分别公开了两步和三步甲烷化焦炉煤气生产合成天然气技术方法。通常甲烷化反应过程都需要首先对焦炉煤气进行脱焦油、粗脱硫、脱氨、脱苯(萘)以及精脱硫过程，气体经过压缩后才能进行甲烷化反应(如下反应方程式(3),(4)所示)，甲烷化后的产品混合气经过变压吸附等方法分离得到氢气和合成天然气产品。[0007]中国发明专利(公开号CN101100622A)中，虽然提出“补碳”的方法以充分利用焦炉煤气中的过量氢气，但是寻找有经济价值的碳源是该技术能够实施的关键。[0008]中国发明专利申请(公开号CN102617263A)公开了一种利用焦炉煤气制备乙炔、甲醇的方法，将焦炉煤气与部分乙炔尾气混合经过常规的甲烷化合成天然气的净化、压缩流程工艺流程，在得到合成甲烷后利用部分氧化工艺制乙炔，同时副产大量的氢气与一氧化碳。其优点是可以利用焦炉煤气实现乙炔的清洁生产过程，