專利名稱：高能效合成氣制甲烷的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成氣制甲烷領(lǐng)域，特別涉及高效回收利用生產(chǎn)甲烷過程中所 產(chǎn)熱量的新工藝。
背景技術(shù)：
甲烷化技術(shù)最早應(yīng)用在合成氨工藝中以除去原料氣中的CO和C02， 40年 代，國(guó)外就十分重視甲烷化制取合格的天然氣和城市煤氣技術(shù)的研究，70年代 初，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了以煤、石腦油等制替代天然氣的研究，開發(fā)了一系列工藝過程， 關(guān)于如何高效回收利用強(qiáng)放熱反應(yīng)放出的大量熱能成為研發(fā)的熱點(diǎn)。
丹麥Topscpe公司申請(qǐng)的專利US4130575采用多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)，這些反應(yīng)器 均為高溫反應(yīng)器，通過循環(huán)來調(diào)節(jié)第一個(gè)甲烷化反應(yīng)器中進(jìn)口物料各組分的含 量，進(jìn)而調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度。通過調(diào)節(jié)最后一個(gè)反應(yīng)器的操作溫度，保證反應(yīng)后物料 中甲烷的含量。熱量以蒸汽的形式回收，直接給壓縮機(jī)提供能量，推動(dòng)壓縮機(jī)做 功。此工藝最后一個(gè)反應(yīng)器的溫度不便于控制，容易造成原料轉(zhuǎn)化不完全。
于利奇核子研究設(shè)備公司申請(qǐng)的專利CN 87102871 A涉及在催化劑存在下以 含CO、 C02和H2的合成氣催化甲烷化方法。在該方法中，催化劑床中的合成氣 相繼流經(jīng)輸入?yún)^(qū)、高溫區(qū)(局部過熱區(qū))和氣體溫度顯著降低的輸出區(qū)；反應(yīng)器 采用列管水冷反應(yīng)器，水冷卻劑轉(zhuǎn)換為過熱蒸汽來回收甲烷化時(shí)產(chǎn)生的熱量，該 工藝設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，對(duì)材質(zhì)要求很高，熱膨脹不均勻，沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
在美國(guó)能源研究中心申請(qǐng)的專利US3967936中，采用單反應(yīng)器甲烷化工藝， 甲烷化反應(yīng)器中至少包含兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域，反應(yīng)區(qū)之間由一個(gè)非反應(yīng)的區(qū)域分開。 在反應(yīng)區(qū)裝填有催化劑，而非反應(yīng)區(qū)不裝填催化劑；反應(yīng)器出口氣體冷卻后經(jīng)過 壓縮機(jī)壓縮與部分新鮮原料氣混合，從非反應(yīng)區(qū)側(cè)線進(jìn)入反應(yīng)器，進(jìn)而調(diào)節(jié)下一 反應(yīng)區(qū)進(jìn)口反應(yīng)物料的濃度和反應(yīng)的溫度。為了保證反應(yīng)后物料中甲烷的含量達(dá)到天然氣中甲垸含量的標(biāo)準(zhǔn)，反應(yīng)溫度較低，或至少反應(yīng)器中的一部分在較低的 操作溫度下進(jìn)行甲烷化反應(yīng)。這樣反應(yīng)器出口的溫度較低或中溫介質(zhì)的溫度較 低，不利于甲烷化過程中所釋放化學(xué)能的回收。
本發(fā)明意在開發(fā)一種能耗低，易操作，設(shè)備造價(jià)低的回收熱能高的新型合成 氣制甲烷的新工藝。
發(fā)明內(nèi)容
目前，合成氣生產(chǎn)甲烷的工藝己經(jīng)比較成熟，但是它們都或多或少的存在沒 有充分利用能量，造成一定經(jīng)濟(jì)損失，成本高、工藝條件苛刻等問題。
本發(fā)明的目的是提供多種控溫方法，盡可能高效回收利用合成氣制甲烷過程 中放出的大量熱能，減少動(dòng)力消耗，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，保證最大的經(jīng)濟(jì)效益。
本工藝適用于原料中主要成份為H2和CO，優(yōu)選H2/CO為3.0/1 3.2/1的合 成氣制甲烷的反應(yīng)，包括兩段串聯(lián)反應(yīng)器，第一段是高溫反應(yīng)器，內(nèi)裝填耐高溫 催化劑，耐高溫催化劑采用沉淀法制備，制備過程為取一定量的氫氧化鋁用稀 硝酸溶成懸浮液，在5(TC水浴中，攪拌2h;取一定量的硝酸鋯，溶于去離子水 中，然后再加入一定量的硝酸鑭、硝酸鈰和硝酸鎂，使之完全溶解；取一定量的 硝酸鎳溶于上述溶液中，待完全溶化后，用分夜漏斗，在一定流速下滴加入上述 懸浮液中，過程中在5(TC水浴中不斷攪拌；取一定的沉淀劑氫氧化鈣制成溶液， 用分夜漏斗，在一定流速下滴加入上述的懸浮液中，過程中在5(TC水浴中不斷 攪拌，直到懸浮液的PH在8左右；過濾，得到的慮餅在干燥箱中120。C干燥3h， 然后在馬弗爐40(TC燒4h;冷卻后稱重，破碎至80目以下，取1 3%的石墨， 1 2%的田箐粉混合均勻，壓片；得到的片狀物在一定溫度的馬弗爐中煅燒一定 時(shí)間，得到甲烷合成催化劑。催化劑組成為A1203: 10 50%; Zr02: 10 50%; NiO: 12 20%; La:O. 5 5%;Ce: 0. 1 5%; Ca:O. l 3%;Mg: 0. 1 10%。 一段高 溫反應(yīng)器進(jìn)口溫度為220 330°C，壓力為1.0 31.4MPa，反應(yīng)器和催化劑具有 良好的匹配性，能耐75(TC左右高溫，本發(fā)明通過多種手段控制一段反應(yīng)器中合 成甲垸的反應(yīng)溫度，從而控制反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，使反應(yīng)溫度在熱力學(xué)允許的范圍內(nèi)盡 可能高，甲烷合成反應(yīng)的溫度越高，反應(yīng)器出口氣體的溫度越高，則其能量回收的程度就越高，這樣就避免了大量熱量的損失，副產(chǎn)大量高品質(zhì)蒸汽和熱水。從 而高效回收利用反應(yīng)所放出的熱能，且使第一段高溫反應(yīng)器出口產(chǎn)品氣體中的 CO濃度控制在0.1 8%，使之與第二段反應(yīng)器中反應(yīng)溫度滿足熱力學(xué)要求。
具體控溫方法如下
1、 合成氣中的C02作為反應(yīng)的惰性氣體控制反應(yīng)溫度，合成甲烷后采用碳
酸丙烯酯或低溫甲醇洗等方法來脫除C02。
2、 通辻向合成氣中添加蒸汽控制反應(yīng)溫度；
3、 用水作為冷卻劑回收反應(yīng)放出的熱量；
4、 使用循環(huán)機(jī)。
第二段是中溫反應(yīng)器，催化劑選用CN2007101460337所述的組成為A1203: 70 80%; NiO: 12 20%; La:O. 5 5%;Ce: 0. 1 5%; Ca:O. l 3%;Na: 0. 1 1%; Ba:0.01 P/。的催化劑。利用低溫反應(yīng)氣與催化劑床層換熱來控制反應(yīng)溫度，從 而控制反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，保證原料轉(zhuǎn)化率盡可能高，使中溫反應(yīng)器出口 CO+C02濃度 控制在0.2%以下。
本發(fā)明針對(duì)第一段高溫反應(yīng)器四種控溫方法對(duì)應(yīng)的不同工藝流程敘述如下
1、合成氣中的C02作為反應(yīng)的惰性氣體控制反應(yīng)溫度，通常占混合后合成
氣體積含量為1.5 50%的(:02作為反應(yīng)的惰性氣體，含C02的合成氣經(jīng)原料預(yù) 熱器7預(yù)熱后進(jìn)入裝填有耐高溫新型催化劑的高溫反應(yīng)器1中，反應(yīng)溫度為 220 750°C，空速為6000 16000h—、進(jìn)行甲烷合成反應(yīng)，通過控制C02的量， 從而降低原料氣中CO的分壓，來保證高溫反應(yīng)器出口產(chǎn)品氣體中的CO體積百 分濃度在0.1 8%。從反應(yīng)器l出來的反應(yīng)氣體經(jīng)過熱器2，與從汽包5過來的 蒸汽進(jìn)行換熱，副產(chǎn)過熱蒸汽，反應(yīng)氣體再經(jīng)壓力范圍大致在3 10MPa的高壓 鍋爐3，副產(chǎn)高品位高壓蒸汽，反應(yīng)氣體再經(jīng)一段冷卻器I 4，副產(chǎn)蒸汽進(jìn)入汽 包5，然后反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)器6，進(jìn)口溫度為220 33(TC，反應(yīng)溫度為220 55(TC，壓力為1.0 31.4MPa，空速為6000~16000h—、進(jìn)行甲烷合成反應(yīng)，反 應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體中03+<302體積百分濃度控制在0.2%以下，反應(yīng)氣體經(jīng)原 料預(yù)熱器7，與冷的原料氣換熱后經(jīng)冷卻器I18，副產(chǎn)的蒸汽進(jìn)入汽包5，反應(yīng)氣 體再經(jīng)水分離器9進(jìn)行氣液分離，然后經(jīng)過脫碳塔12，通常使用技術(shù)比較成熟的碳酸丙烯酯、低溫甲醇洗等脫碳方法進(jìn)行脫碳，脫碳后，再經(jīng)深度脫水塔10， 通常使用三甘醇脫水技術(shù)進(jìn)行深度脫水，脫水后直接作為生產(chǎn)清潔能源CNG、 LNG的原料。
2、 通過向合成氣中添加蒸汽控制反應(yīng)溫度，從汽包5過來的蒸汽一部分混 入合成氣中，通常蒸汽占混合后合成氣體積含量為1 50%，含蒸汽的合成氣經(jīng) 原料預(yù)熱器7預(yù)熱后進(jìn)入裝填有耐高溫新型催化劑的高溫反應(yīng)器1中，進(jìn)口溫度 為220 330°C，壓力為L(zhǎng)0 31.4MPa，反應(yīng)溫度為220 750°C，空速為 6000~16000h—、進(jìn)行甲烷合成反應(yīng)，通過控制蒸汽的量，從而降低原料氣中CO 的分壓，來保證高溫反應(yīng)器出口產(chǎn)品氣體中的CO體積百分濃度在0.1 8。/。。從 反應(yīng)器l出來的反應(yīng)氣體經(jīng)過熱器2，與從汽包5過來的蒸汽進(jìn)行換熱，副產(chǎn)過 熱蒸汽，反應(yīng)氣體再經(jīng)高壓鍋爐3，副產(chǎn)高品位高壓蒸汽，反應(yīng)氣體再經(jīng)一段冷 卻器14，副產(chǎn)蒸汽進(jìn)入汽包5，然后反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)器6，進(jìn)口溫度為220 330°C，反應(yīng)溫度為220 550°C，壓力為1.0 31.4MPa，空速為6000 16000h一1，
進(jìn)行甲烷合成反應(yīng)，反應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體中co+co2體積百分濃度控制在
0.2%以下，反應(yīng)氣體經(jīng)原料預(yù)熱器7，與冷的原料氣換熱后經(jīng)冷卻器I18，副產(chǎn) 的蒸汽進(jìn)入汽包5，反應(yīng)氣體再經(jīng)水分離器9進(jìn)行氣液分離，脫水后的氣體再經(jīng) 過深度脫水塔深度脫水后直接作為生產(chǎn)清潔能源CNG、 LNG的原料。
3、 用水作為冷卻劑回收反應(yīng)放出的熱量，合成氣經(jīng)原料預(yù)熱器7預(yù)熱后進(jìn) 入裝填有耐高溫新型催化劑的高溫反應(yīng)器1中，進(jìn)口溫度為220 330°C，壓力 為1.0 31.4MPa，反應(yīng)溫度為220 750°C，空速為6000 16000h—、進(jìn)行甲烷合 成反應(yīng)，熱水進(jìn)入高溫反應(yīng)器中(與原料氣不同管路)作為冷卻劑，通過控制冷 卻劑的量來控制反應(yīng)溫度，從而保證高溫反應(yīng)器出口產(chǎn)品氣體中的CO體積百分 濃度在0.1 8%。從反應(yīng)器l出來的反應(yīng)氣體經(jīng)過熱器2，與從汽包5過來的蒸 汽進(jìn)行換熱，副產(chǎn)過熱蒸汽，反應(yīng)氣體再經(jīng)高壓鍋爐3，副產(chǎn)高品位高壓蒸汽， 反應(yīng)氣體再經(jīng)一段冷卻器I 4，副產(chǎn)蒸汽進(jìn)入汽包5，然后反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)器6， 進(jìn)口溫度為220 330°C，反應(yīng)溫度為220 550。C，壓力為L(zhǎng)0 31.4MPa，空速 為6000~16000h—、進(jìn)行甲垸合成反應(yīng)，反應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體中C0+C02體積百分濃度控制在0.2%以下，反應(yīng)氣體經(jīng)原料預(yù)熱器7，與冷的原料氣換熱后經(jīng) 冷卻器I18，副產(chǎn)的蒸汽進(jìn)入汽包5，反應(yīng)氣體再經(jīng)水分離器9進(jìn)行氣液分離， 脫水后的氣體再經(jīng)過深度脫水塔深度脫水后直接作為生產(chǎn)清潔能源CNG、 LNG 的原料。
4、使用循環(huán)機(jī)，合成氣經(jīng)原料預(yù)熱器7預(yù)熱后進(jìn)入裝填有耐高溫新型催化 劑的高溫反應(yīng)器l中，進(jìn)口溫度為220 330°C，壓力為1.0 31.4MPa，反應(yīng)溫 度為220 750。C，空速為6000 16000h—、進(jìn)行甲垸合成反應(yīng)，從反應(yīng)器1出來 的反應(yīng)氣體經(jīng)過熱器2，與從汽包5過來的蒸汽進(jìn)行換熱，副產(chǎn)過熱蒸汽，反應(yīng) 氣體再經(jīng)高壓鍋爐3，副產(chǎn)高品位高壓蒸汽，反應(yīng)氣體再經(jīng)一段冷卻器I 4，副 產(chǎn)蒸汽進(jìn)入汽包5，然后反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)器6，進(jìn)口溫度為220 33(TC，反應(yīng) 溫度為220 550°C，壓力為1.0 31.4MPa，空速為6000~16000h—、進(jìn)行甲烷合 成反應(yīng)，反應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體中CO+CO2體積百分濃度控制在0.2n/。以下，反 應(yīng)氣體經(jīng)原料預(yù)熱器7，與冷的原料氣換熱后經(jīng)冷卻器I18，副產(chǎn)的蒸汽進(jìn)入汽 包5，反應(yīng)氣體再經(jīng)水分離器9進(jìn)行氣液分離，分離后一部分氣體通過循環(huán)機(jī)ll 作為循環(huán)氣進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)(循環(huán)量與新鮮氣量體積比通常為1/1 1/4)，另一部 分再經(jīng)過深度脫水塔深度脫水后直接作為生產(chǎn)清潔能源CNG、 LNG的原料。
上述四種控溫方法可單獨(dú)使用或任意多種聯(lián)合使用，優(yōu)選多種聯(lián)合使用。
圖1為C02作為反應(yīng)的惰性氣體的高能效合成氣制甲烷新工藝流程圖2為添加蒸汽的高能效合成氣制甲烷新工藝流程圖3為用水作為冷卻劑的高能效合成氣制甲烷新工藝流程圖4為使用循環(huán)機(jī)的高能效合成氣制甲烷新工藝流程圖5為采用多種控溫方式的高能效合成氣制甲烷新工藝流程圖。
圖中，1——高溫反應(yīng)器；2——過熱器；3——高壓鍋爐；4——冷卻器I ; 5——汽包；6——中溫反應(yīng)器；7——原料預(yù)熱器；8——冷卻器II; 9——水分 離器；10——深度脫水塔；11——循環(huán)機(jī)；12——脫碳塔。
其中，圖5為摘要附圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，以下僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施 例而已，不能以此限定本發(fā)明的范圍。即凡是依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的變化 與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
實(shí)施例1
采用C02作為反應(yīng)的惰性氣體的高能效合成氣制甲烷新工藝，合成氣流量
為400Nm3/h，通入的C02流量為353 Nm3/h，產(chǎn)出甲烷100Nm3/h。
高溫反應(yīng)器進(jìn)口溫度為240°C，反應(yīng)溫度為720°C，反應(yīng)壓力為5MPa，在 熱力學(xué)的控制下，對(duì)應(yīng)的高溫反應(yīng)器出口 CO含量為7.5%。含C07.5X的氣體 進(jìn)入下一段中溫反應(yīng)器，入口溫度為26(TC，反應(yīng)溫度為370'C，在此反應(yīng)溫度 下，對(duì)應(yīng)的中溫反應(yīng)器出口 CO+CO2含量在0.2。/。以下。在第一段反應(yīng)中，副產(chǎn) 過熱蒸汽壓力為10MPa，溫度為550°C，流量為122.6kg/h，副產(chǎn)高壓蒸汽壓力 為10MPa，溫度為500°C，流量為286.5kg/h，副產(chǎn)熱水溫度為12CTC，流量為 335.9kg/h，在第二段反應(yīng)中，副產(chǎn)熱水溫度為120°C，流量為1687kg/h。
實(shí)施例2
采用添加蒸汽的高能效合成氣制甲垸新工藝，合成氣流量為400Nm3/h，通 過蒸汽流量為368 Nm3/h，產(chǎn)出甲烷100Nm3/h。
高溫反應(yīng)器進(jìn)口溫度為240°C，反應(yīng)溫度為71(TC，反應(yīng)壓力為4MPa，在 熱力學(xué)的控制下，對(duì)應(yīng)的高溫反應(yīng)器出口 CO含量為7.3%。含C07.3X的氣體 進(jìn)入下一段中溫反應(yīng)器，入口溫度為27(TC，反應(yīng)溫度為380'C，在此反應(yīng)溫度 下，對(duì)應(yīng)的中溫反應(yīng)器出口 CO+CO2含量在0.2y。以下。在第一段反應(yīng)中，副產(chǎn) 過熱蒸汽壓力為10MPa，溫度為540。C，流量為94.3kg/h，副產(chǎn)高壓蒸汽壓力為 10MPa，溫度為490°C，流量為254.6kg/h，副產(chǎn)熱水溫度為120°C，流量為 302.1kg/h，在第二段反應(yīng)中，副產(chǎn)熱水溫度為120°C，流量為6174.4kg/h。實(shí)施例3
采用水作為冷卻劑的高能效合成氣制甲垸新工藝，冷卻劑的量為136.4 kg/h， 合成氣流量為400Nm3/h，產(chǎn)出甲垸100Nm3/h。
高溫反應(yīng)器進(jìn)口溫度為250°C，反應(yīng)溫度為710°C，反應(yīng)壓力為4MPa，在 熱力學(xué)的控制下，CO的轉(zhuǎn)化率為81%，對(duì)應(yīng)的高溫反應(yīng)器出口 CO含量為8%。 含C08X的氣體進(jìn)入下一段中溫反應(yīng)器，入口溫度為22(TC，反應(yīng)溫度為440°C， 在此反應(yīng)溫度下，對(duì)應(yīng)的中溫反應(yīng)器出口 CO+CO2含量在0.2n/。以下。在第一段 反應(yīng)中，副產(chǎn)過熱蒸汽壓力為10MPa，溫度為56(TC，流量為18.6kg/h，副產(chǎn)高 壓蒸汽壓力為10MPa，溫度為500。C，流量為47.2kg/h，副產(chǎn)熱水溫度為130°C， 流量為82.2kg/h，在第二段反應(yīng)中，副產(chǎn)熱水溫度為130°C，流量為272.67kg/h， 反應(yīng)器副產(chǎn)過熱蒸汽量為136.4 kg/h。
實(shí)施例4
采用使用循環(huán)機(jī)的高能效合成氣制甲烷新工藝，合成氣流量為400Nm3/h， 循環(huán)量為334.2 Nm3/h，產(chǎn)出甲垸100Nm3/h。
高溫反應(yīng)器進(jìn)口溫度為220°C，反應(yīng)溫度為720°C，反應(yīng)壓力為5MPa，在 熱力學(xué)的控制下，對(duì)應(yīng)的高溫反應(yīng)器出口 CO含量為7.6%。含C07.6X的氣體 進(jìn)入下一段中溫反應(yīng)器，入口溫度為280。C，反應(yīng)溫度為40(TC，在此反應(yīng)溫度 下，對(duì)應(yīng)的中溫反應(yīng)器出口 CO+CO2含量在0.2。/。以下。在第一段反應(yīng)中，副產(chǎn) 過熱蒸汽壓力為10MPa，溫度為550°C，流量為148.3kg/h，副產(chǎn)高壓蒸汽壓力 為10MPa，溫度為510°C，流量為315.9kg/h，副產(chǎn)熱水溫度為130°C，流量為 184.2kg/h，在第二段反應(yīng)中，副產(chǎn)熱水溫度為130°C，流量為1449.8kg/h。
實(shí)施例5
采用四種方式組合的高能效合成氣制甲烷新工藝，合成氣流量為400Nm3/h， 通入的C02流量為73Nm3/h，通過蒸汽流量為82Nm3/h，循環(huán)量為104.2 Nm3/h， 冷卻劑的量為56.4 kg/h，產(chǎn)出甲烷100Nm3/h。高溫反應(yīng)器進(jìn)口溫度為250°C，反應(yīng)溫度為710°C，反應(yīng)壓力為4MPa，在 熱力學(xué)的控制下，CO的轉(zhuǎn)化率為81%，對(duì)應(yīng)的高溫反應(yīng)器出口CO含量為8X。 含C08X的氣體進(jìn)入下一段中溫反應(yīng)器，入口溫度為220°C，反應(yīng)溫度為44(TC， 在此反應(yīng)溫度下，對(duì)應(yīng)的中溫反應(yīng)器出口 CO+CO2含量在0.2。/。以下。在第一段 反應(yīng)中，副產(chǎn)過熱蒸汽壓力為10MPa，溫度為560。C，流量為18.6kg/h，副產(chǎn)高 壓蒸汽壓力為10MPa，溫度為500'C，流量為47.2kg/h，副產(chǎn)熱水溫度為130°C， 流量為82.2kg/h，在第二段反應(yīng)中，副產(chǎn)熱水溫度為130°C，流量為272.67kg/h， 反應(yīng)器副產(chǎn)過熱蒸汽量為56.4kg/h。
權(quán)利要求
1、一種高能效合成氣制甲烷的新工藝，其特征在于通過多種手段控制一段反應(yīng)器中合成甲烷的反應(yīng)溫度，從而高效回收利用反應(yīng)所放出的熱能。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，采用在合成氣中通入C02作為 反應(yīng)的惰性氣體、通過向合成氣中添加蒸汽、用水作為冷卻劑或使用循環(huán)機(jī)中的 一種或任意多種組合的方式控制一段反應(yīng)器的反應(yīng)溫度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于采用四種方式組合控制一段反應(yīng) 器的反應(yīng)溫度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于占混合后合成氣體積含量為1.5 50X的CO2作為反應(yīng)的惰性氣體；蒸汽占混合后合成氣體積含量為1 50%;循環(huán)量與新鮮氣量體積比為1/1 1/4。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1 4所述的任意一種工藝，其特征在于合成甲烷采用兩段反應(yīng)器串聯(lián)， 一段反應(yīng)器為高溫反應(yīng)器，二段反應(yīng)器為中溫反應(yīng)器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于 一段和/或二段反應(yīng)器進(jìn)口溫度為220 330°C 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于 一段高溫反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為220 750°C; 二段中溫反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為220 550。C。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于 一段反應(yīng)器出口反應(yīng)氣體中的CO 體積百分濃度控制在0.1 8%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的工藝，其特征在于二段反應(yīng)器出口反應(yīng)氣中CO+C02 體積百分濃度小于0.2%。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1 9所述的任意一種工藝，其特征在于甲烷合成反應(yīng)溫度 在熱力學(xué)允許的范圍內(nèi)盡可能高。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高能效合成氣制甲烷的新工藝，該技術(shù)的特征在于通過多種手段控制第一段高溫反應(yīng)器中合成甲烷的反應(yīng)溫度，使之在熱力學(xué)允許的范圍內(nèi)盡可能高，從而高效回收利用反應(yīng)所放出的熱能，且能控制高溫反應(yīng)器出口反應(yīng)器中CO含量，使之與第二段中溫反應(yīng)器中反應(yīng)溫度滿足熱力學(xué)要求，利用低溫反應(yīng)氣與催化劑床層換熱來控制反應(yīng)溫度，保證原料轉(zhuǎn)化率盡可能高。
文檔編號(hào)C07C1/04GK101560134SQ20091008533
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者于建濤, 宋歡芳, 常俊石, 張寶樹, 張建祥, 張梅香, 歡 李, 次東輝, 田文堂, 蔣建明, 郭迎秋 申請(qǐng)人:新奧新能(北京)科技有限公司