[发明专利]焦炉煤气合成天然气方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦炉煤气合成天然气的方法及装置，特别是焦炉煤气合成天然气甲烷化反应器温度控制方法及装置。

背景技术

焦炉煤气人工合成甲烷是焦炉煤气利用的一条新途径。

焦炉煤气制合成天然气工艺过程中，甲烷化是一个非常重要的环节。该过程的化学反应方程式如下：

CO+3H2----CH4+H2O+Q

CO2+4H2-----CH4+2H2O+Q

   即在催化剂的作用下，焦炉煤气中的CO、 CO2分别和H2发生反应，生成CH4和H2O。甲烷化反应是一个剧烈的放热反应，反应的过程中放出大量的热，会使甲烷化反应器温度急剧上升，而甲烷化反应催化剂最高耐受温度为600℃，超过上述温度会是催化剂快速变质，失效。因此有效地将甲烷化反应温度控制在一定范围以内（600℃以内），对于延长催化剂寿命，确保焦炉煤气甲烷的正常进行起着至关重要的作用。

发明内容

本发明为了解决现有焦炉煤气合成天然气甲烷化过程中温度上升超出催化剂最高耐受温度，从而导致催化剂快速变质的问题，提供一种焦炉煤气合成天然气方法。

解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种焦炉煤气合成天然气方法，包括在甲烷化反应器中进行的甲烷化反应，将甲烷化后的部分富甲烷气体经压缩机压缩后再回流至甲烷化反应器进口，与进入甲烷化反应器的CO和CO₂气体混合后一起进入甲烷化反应器，调节富甲烷气体的流量使甲烷化反应器内的温度保持在催化剂最高耐受范围以内。

用压缩机将甲烷化反应器出来的部分富甲烷气体输送至甲烷化反应器进口，这部分富甲烷气体可稀释进入甲烷化反应器的CO和CO₂，从而降低甲烷化反应器中的反应温度。通过调节进入甲烷化反应器的富甲烷气体的流量，即可将甲烷化反应器中的反应温度控制在不会对催化剂的使用造成影响的范围内。富甲烷气体中含有60%的甲烷，其余为CO、CO₂和H₂。经过压缩机后的富甲烷气体的压力为10Kpa，温度600℃。

本发明的另一目的是提供一种可以控制甲烷化反应器温度，防止催化剂过快变质的焦炉煤气合成天然气装置，该装置包括甲烷化反应器，甲烷化反应器的出口通过回流管与甲烷化反应器的进口连接，回流管上装有压缩机，甲烷化反应器上装有PID控制的温度变送器，温度变送器同时与压缩机连接。

温度变送器与压缩机实现连锁，根据甲烷化反应器内的温度通过PID控制自动调节压缩机频率，调整回流气体的流量，从而使甲烷化反应器温度始终在一个600±50℃附近波动，达到自动控制温度的目的。

采用本发明所述的方法和设备可以使甲烷化反应器内的温度保持在催化剂不变质的范围内，能够大大提高生产效率，节约生产成本。

附图说明

图1为本发明所述装置的结构示意图。

1-甲烷化反应器，2-回流管，3-压缩机，4-温度变送器，5-阀门。

具体实施方式

本发明所述的一种焦炉煤气合成天然气方法，包括在甲烷化反应器中进行的甲烷化反应，将甲烷化后的部分富甲烷气体经压缩机压缩后再回流至甲烷化反应器进口，与进入甲烷化反应器的CO和CO₂气体混合后一起进入甲烷化反应器，调节富甲烷气体的流量使甲烷化反应器内的温度保持在催化剂最高耐受范围以内。

以下结合附图对发明所述的装置做具体说明。

本发明所述的焦炉煤气合成天然气装置，包括甲烷化反应器1，甲烷化反应器1的出口通过回流管2与甲烷化反应器1的进口连接，回流管2上装有压缩机3，甲烷化反应器1上装有PID控制的温度变送器4，温度变送器4同时与压缩机3连接。回流管2上装有阀门5.为保证流量稳定和可实时调整，所述的压缩机采用变频回流压缩机。