一种焦炉气制合成天然气的甲烷合成工艺.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(10)申请公布号CNCN104099148104099148A(43)申请公布日2014.10.15(21)申请号201310118271.2(22)申请日2013.04.08(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址210048江苏省南京市六合区葛关路699号申请人南化集团研究院(72)发明人魏士新蔡进祝东红黄先亮张杰施翔宇(74)专利代理机构南京天翼专利代理有限责任公司32112代理人汤志武(51)Int.Cl.C10L3/08(2006.01)C10L3/10(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称一种焦炉气制合成天然气的甲烷合成工艺(57)摘要本发明提供了一种焦炉气制合成天然气的甲烷合成工艺。焦炉气用来合成甲烷，氢气有富裕，碳不足，为了生产更多的合成天然气需要对焦炉气补碳。本发明以焦炉气为原料采用三级或四级甲烷合成反应器工艺制取合成天然气，在第二甲烷合成反应器中补碳，控制补碳后进入甲烷合成反应器的CO+CO2总含量，以使补碳的甲烷合成反应器床层最高温度不超过700℃。本发明在第二甲烷合成反应器入口补碳，使全部甲烷合成反应器均可以采用绝热反应器，降低设备投资和运行、维护费用，且第一、第二两个甲烷合成反应器出口气体温度都达600℃~700℃，既增产了合成天然气，又可副产高品位的超高压蒸汽。CN104099148ACN10498ACN104099148A权利要求书1/1页1.一种焦炉气制合成天然气的甲烷合成工艺，包括以下单元步骤：焦炉气精制处理；高温甲烷合成：净化合格的焦炉气进入第一甲烷合成反应器，反应放出的热量使气体温度从260℃~300℃升至600℃~700℃，然后经过废热锅炉发生11MPa以上的超高压蒸汽；从废热锅炉出来的气体补加碳含量高的气体，混合均匀后进入第二甲烷合成器，温度由260℃~300℃升至600℃~700℃，然后经过废热锅炉发生11MPa以上的超高压蒸汽；低温甲烷合成：第三甲烷合成反应器为低温反应器，装填使用低温甲烷合成催化剂，气体经过第三甲烷合成反应器，气体温度从260℃~300℃升至350℃~450℃；深度冷冻分离：从低温甲烷合成反应器出来的气体通过深度冷冻将气体中的甲烷、多碳烃液化后分离出来，得到烃类含量94%以上的液化天然气。2.如权利要求1所述的合成工艺，其特征在于所述的焦炉气精制处理是对焦炉气进行脱焦油、萘、苯、氨处理，然后压缩升压至1.0~8.0MPa，再经NHD法脱硫、有机硫加氢转化、精脱硫，将总硫含量脱除至0.1ppm以下。3.如权利要求1所述的合成工艺，其特征在于第一、第二甲烷合成反应器为高温反应器，装填使用宽温甲烷合成催化剂。4.如权利要求1所述的合成工艺，其特征在于在第二甲烷合成反应器之前补碳,控制补碳后气体中CO+CO2总含量，使第二甲烷合成反应器的最高温度不超过700℃。5.如权利要求1所述的合成工艺，其特征在于所述的碳含量高的气体中各组分的摩尔比需要满足(CO+CO2)/H2>0.5。6.如权利要求1所述的合成工艺，其特征在于所述的碳含量高的气体是指CO、CO2中的一种或者两种，或者它们中的一种或者两种与H2的混合气。7.如权利要求5所述的合成工艺，其特征在于所述的碳含量高的气体是CO2。8.如权利要求1所述的合成工艺，其特征在于在第三甲烷合成反应器之后串联第四甲烷合成反应器，将反应气体中的CO含量降至50ppm以下，CO2含量降至1.5%以下。9.如权利要求1所述的合成工艺，其特征在于在第四甲烷合成反应器气体入口温度为260℃~300℃出口温度为320℃~360℃。2CN104099148A说明书1/3页一种焦炉气制合成天然气的甲烷合成工艺技术领域[0001]本发明属于新能源领域，涉及一种焦炉气制合成天然气的甲烷合成工艺。背景技术[0002]焦炉煤气是炼焦过程中的副产品，其主要成分为氢气（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不饱和烃（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%)、氮气(3%~7%)。焦炉气可用作燃气，还可以用作化工生产的原料气。[0003]目前，焦炉气的化工利用主要用来生产甲醇。在我国甲醇产能严重过剩、天然气供应严重不足的背景下，焦炉气制合成天然气成了近几年的投资热点。[0004]焦炉气是一种富氢的气体，其中的(H2-CO2)/(CO+CO2)达到6~8，用于生产合成天然气存在氢过量的问题，为了最大限度地利用资源，增产合成天然气，需要在生产过程中补碳。补碳通常添加含碳量高的气体，如CO、CO2、水煤气或者它们的混合气。通常在第一个甲烷合成反应器前补碳