[发明专利]一种多元催化法富甲烷气体液化工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种液化气燃料的加工工艺，尤其是一种采用多元催化法生产富甲烷气体液化燃料的生产工艺。

背景技术：

大量分散的、地处偏僻的、气量不稳定的油田伴生气、油田放空气、煤层气、矿井瓦斯、垃圾填埋气，沼气、水溶气等，富含甲烷气体，我们统称之为“富甲烷气”。我国富甲烷气体能源十分丰富。在当前各种能源价格不菲的情况下，利用富甲烷气体液化生产高品位能源——液化燃气，具有庞大的原料资源和发展前景。而富甲烷气体的主要成份甲烷极难压缩和液化，现有的富甲烷气体贮运技术如下：

a.管道输送系统

在小范围短距的条件下，可用压缩机或鼓风机送入用户，但在远距离而气量达不到一定规模时是不经济的。

b.高压充瓶系统

如将富甲烷气体装入到民用液化石油气罐中，根据计算在自然环境条件下只能容纳0.4m³；甚至加压到15MPa其容量也只有5.4m³(每户耗气量约1m³/d)，显然行不通，而且由于其罐装压力太高，不符合民用压力容器规范。

c.溶剂法液化灌装系统

利用同素异构体性质相近这一理化特性，将甲烷在一定的压力和温度下，通过微孔聚能、文丘里射流等方式溶入到己烷、辛烷、其它有机溶剂等助溶催化剂中，但实践证明，可罐装溶入甲烷的比例极小，经济性很差。

d.深冷液化灌装系统

甲烷在常压下的液化温度是-160℃左右，液化后的甲烷体积缩小625倍，可以罐装存入具有真空绝热保冷的低压液体气瓶或储罐中，如埃克森美孚公司的专利生产富甲烷液体的方法，在-112℃能将富甲烷气体液化，德国的ECB公司2001年开发出的每小时处理8立方的液化装置。盛装深冷液体甲烷的容器须具有非常好的绝热能力，既使是在运输途中也仅允许有微量的挥发，对运输条件要求极为苛刻，而且深冷液化处理所需成本昂贵。

发明内容：

针对于此，本发明的目的在于提供一种多元催化法富甲烷气体液化工艺，以解决大中型富甲烷气体池大产量富甲烷气体的资源利用问题及富甲烷气体液化技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种多元催化法富甲烷气体液化工艺，其工艺过程如下：富甲烷气体经输气管首先送入净化装置1，分离出CO₂、H₂S、水分和杂质；净化后的富甲烷气体相通过换热段2，升至一定温度；再经由防爆压缩机3压缩后，进入一级多元催化装置4，在催化剂作用下气相的化学键能发生变化；再经由一级能量回收装置5回收热能，进入二级催化装置6，同时回收热能送回换热段2再次利用；二级催化装置6在多元催化剂环境中，将键能变化的气相转化成液相，此过程产生的热能经二级能量回收装置7也送回换热段2再次利用；液化富甲烷气体则进入最后的常温灌装段8。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、彻底实现富甲烷气体的主要成份甲烷的压缩和液化；

2、并于常温低压状态下采用民用普通液化气罐装瓶；

3、无需深冷；

4、液化效率高，单次的液化率大于75％；

5、常温运输，无需绝热贮运；

6、压缩比接近200倍，普通15Kg液化气瓶可装富甲烷气体大于20m³。

下面，结合附图和实施例对本发明一种多元催化法富甲烷气体液化工艺的技术特征作进一步说明。

附图说明：

图1：本发明一种多元催化法富甲烷气体液化工艺的生产工艺流程与技术装备方框图。

图中：

1-净化装置，2-换热段，3-防爆压缩机，4-一级多元催化装置，5-一级能量回收装置，6-二级多元催化装置，7-二级能量回收装置，8-常温灌装段。

具体实施方式：

下面结合附图对具体实施方式加以说明：