[发明专利]含甲烷合成气联产甲醇和天然气技术

说明书

技术领域

本发明属于煤气化综合利用技术领域，具体为一种含甲烷合成气联产甲醇和天然气技术。

背景技术

目前，4.0MPa(a)纯氧加压移动床固态排灰煤气化，对于高挥发煤，粗煤气净化后的合成气中含甲烷16～17％，占煤气热值的40％。纯氧移动床液态排渣煤气化，净化后的合成气中CH₄含量14～15％，占煤气热值37％左右。3MPa纯氧流化床加压煤气化，净化后的合成气中CH₄含量8～9％，占煤气热值25％。煤间接液化制合成油，尾气中含有CH₄42％，占煤气热值70％。焦炉煤气中CH₄含量26％左右，占焦炉煤气热值53％。

合成气中甲烷的存在对甲醇合成不利，降低合成转化率，增加弛放气量排放，增加原料、动力消耗，增加投资等。为了克服以上技术问题，可以采用以下方案：方案1：将合成气中甲烷转化成CO、H₂生产甲醇。方案2：采用深冷将甲烷液化，CH₄从合成气中分离出来，生产液化天然气，剩下的CO、H₂去合成甲醇。方案1经过工厂实践证明其工艺过程复杂，工艺流程长，原材料动力消耗高，产品成本高，不宜选用。方案2：在建的工厂证明投资大、动力消耗大、效益影响大。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的对合成气中甲烷处理方案的不足之处而提供了一种含甲烷合成气联产甲醇和天然气的技术。

本发明是由以下技术方案实现的，一种含甲烷合成气联产甲醇和天然气技术，含甲烷的合成气(H₂、CO、CO₂、CH₄)加压至6-8MPa(a)，然后与出甲醇合成塔后的循环气混合，混合后的气体经过换热至220～230℃，进入甲醇合成塔合成甲醇，出甲醇合成塔的含甲醇气与入塔混合气换热后，经过空冷器、水冷器最终将气体冷至40℃，甲醇被冷凝成液体而分离，分离了甲醇后的气体一部分作为弛放气进入甲烷合成装置，另一部分经循环机加压后再循环与含甲烷的合成气混合并预热到所需温度后再进入甲醇合成塔继续反应，

来自甲醇合成反应并分离甲醇后的弛放气预热至180～190℃与从第一甲烷化反应器出来的水蒸汽饱和温度170℃的循环气混合后进入第一甲烷化反应器，在240～250℃进入催化床反应生成甲烷，经第二、第三甲烷反应器最后得到天然气。

与现有技术相比，本发明所述技术首创了高CH₄惰性气体甲醇合成以及将甲醇合成中产生的弛放气中H₂、CO、CO₂再合成甲烷得到天然气的联产工艺技术，将两种合成压力、热能利用有机的结合在一起，做到物尽其用，达到了投资省、节能、消耗低、效益好的目的。

特别是和背景技术中所述的方案2相比较，本发明因使用的合成气压缩机，甲醇合成系统与同样规模较理想的合成气组成相比设备能力增大，投资增加，循环机电耗增加，但增加十分有限。通过计算可知：

(1)同样生产150万t/a甲醇，本发明的电耗(包括合成气压缩机、合成循环机、合成天然气循环机电耗在内)只比方案2增加36％。

(2)本发明不消耗蒸汽，还可副产188t/h 2.6MPa(a)饱和蒸汽(甲醇合成副产)，合成天然气可副产4.0MPa(a)450℃过热蒸汽125.8t/h，而方案2除副产188t/h 2.6MPa(a)饱和蒸汽外，还要消耗8.8MPa(a)535℃过热蒸汽284t/h，3.4MPa(a)、435℃过热蒸汽44t/h，0.5MPa(g)、158℃饱和蒸汽5.6t/h。

(3)方案2需冷却水35446t/h(冷却水不包括甲醇合成)，而本发明仅需1221t/h.

(4)投资方案2仅深冷分离生产LNG需9亿元人民币(技术、关键设备进口)，而本发明包括合成气压缩、甲醇合成系统由于气量增加造成投资增加1.87亿元，合成天然气投资1.5亿元，总计约3亿元，因此本发明的投资仅为方案2投资的33％。

(5)方案2有甲醇弛放气约22500Nm³/h，弛放气放出系统增加原材料、动力消耗以及提高成本。本发明技术的优点是没有弛放气排放，天然气压力有6MPa(a)左右，可远距离输送。

通过上述比较分析，含甲烷的合成气生产甲醇并联产天然气可达到投资省、成本低、效益好的目的。

附图说明

图1为本发明所述的工艺流程图