[发明专利]一种以沼气为原料制取油品的方法

说明书

本发明属于能源利用技术领域，提供一种以沼气为原料制取油品的方法，包括如下步骤：1)将原料沼气通过净化压缩系统进行除杂、净化和压缩后作为重整反应的原料气；2)将原料气进入重整反应系统，转化为合成气；3)将合成气进入费托合成系统中进行反应，生成费托合成产物；4)将所得费托合成产物在分离系统中进行气液分离，分别得到烃类产品、气体产品和合成水；5)将烃类产品进入烃类产品加氢异构系统进行加氢提质，得到不含有硫、氮和芳烃的油品；通过压力流量耦合控制系统，控制所述重整反应器与费托合成反应器之间的压力和物料流量平衡。本发明方法充分开发和利用沼气的潜在价值，实现沼气转化为油品。

技术领域

本发明属于能源利用技术领域，涉及一种以沼气为原料制取油品的方法。

背景技术

沼气是有机物质在隔绝空气的条件下，经过微生物发酵作用产生的一种可燃气体，主要成分是甲烷和二氧化碳，二者占比超过90％。沼气的来源很广：农业生产过程中的秸秆，畜牧养殖场的动物粪便，废弃的纸张和碎木屑，城市家庭厨房的剩余食品与饭店的餐余垃圾等有机废弃物，它们在收集、堆积及填埋过程中都会产生沼气。

中国是一个农业大国，每年产生的生物质资源超过30亿吨。而沼气被认为是生物质行业最具产业化的可行性技术。为此，国家和各级地方政府出台了一系列鼓励政策，使沼气建设项目得到快速发展，预计到2020年，我国沼气年利用量将达440亿立方米。

目前沼气的用途主要有：(1)生活燃料：用于家庭烹饪、取暖、照明和锅炉；(2)发电：大量有机废弃物经厌氧发酵产生沼气后，驱动内燃机组发电；(3)燃料电池：使用沼气进行化学反应产生电能；(4)制取合成气：将沼气重整制取合成气(氢气和一氧化碳)。

从上述可以看出：沼气的前三种用途并未利用其中包含的二氧化碳，最后只能将其排放到环境中，形成巨大的碳排放压力。而第四种用途则是将甲烷和二氧化碳转化成合成气，而合成气在能源领域有着广泛的用途，此方法有效地提高了沼气的利用效率，有可能成为最具商业开发价值的方法。

公告号为CN204824146U的专利文献公开了一种沼气重整制备合成气的设备，通过双提升管构成了反应-再生系统，实现催化剂反应和再生的循环，主要解决的是结焦带来的失活以及能耗问题。此专利只是对传统的重整反应器进行改进，不能从根本解决耗能和污染大的问题。

公开号为CN104528642A的专利文献公开了一种等离子体流化床重整沼气制合成气方法，采用等离子体流化床重整沼气制得合成气的同时，将沼气中有害气体降解去除。该专利的不足之处在于：将沼气转化为合成气后，直接用于燃烧发电，电力是附加值较低的能源产品，此方法对沼气的潜在利用价值并没有完全开发，而且燃烧发电容易造成环境污染。

综上可知，合成气仅仅位于能源产业链中的中间位置，本身的价值并不突出，若能将其转化为更高级形式的能源产品，比如燃料油、润滑油基础油等高附加值产品，则能将沼气的价值得到最大化。在合成气转化为高级形式的能源产品过程中，需要由重整反应与费托合成反应的链接，重整反应器与费托合成反应器之间的物料流量和压力平衡会存在很大问题，如何解决该问题是其是否能够实现的关键所在。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术中存在的问题，提供一种以沼气为原料制取油品的方法，解决了同一个反应系统中重整反应器与费托合成反应器之间存在的物料流量和压力不平衡的问题，充分开发和利用沼气的潜在价值，实现沼气转化为不含硫、氮和芳烃的油品。

为了实现上述目的，本发明提供一种以沼气为原料制取油品的方法，包括如下步骤：

1)将原料沼气通过净化压缩系统先进行除杂、净化，脱除其中的硫化氢，再将其进行压缩后作为重整反应的原料气；

2)将步骤1)所得原料气进入重整反应系统，在重整反应器中甲烷和二氧化碳进行重整反应，转化为合成气，并将所得合成气作为费托合成的原料；