[发明专利]一种含氧煤层气催化脱氧工艺

摘要

一种含氧煤层气催化脱氧工艺，含氧煤层气和以一定循环比返回的煤层气产品气混合进入固定床绝热催化反应器，煤层气中的甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水，从而将煤层气产品气中的氧气浓度降低到0.2％以下。本发明可以有效地脱除氧浓度在1％-15％含氧煤层气中的氧气，甲烷的回收率接近按照甲烷和氧气完全转化计算得到的理论回收率，产品气中低的氧浓度完全消除了后续煤层气分离(液化、变压吸附、膜分离等)工艺过程中存在的安全隐患。

主权项

1、一种含氧煤层气催化脱氧工艺，包括系统低温起动过程、工艺流程及工艺操作参数；具体如下：通过向含氧煤层气原料气中引入预热到25-50℃的小股氢气，在脱氧催化剂上与氧气反应，燃烧放热预热催化剂床层达到甲烷催化燃烧的起燃温度；稳态操作时，初始含氧煤层气和循环返回的煤层气产品气混合进入装有贵金属整体结构催化剂的固定床绝热脱氧反应器，煤层气中的甲烷与氧气在催化剂作用下反应生成二氧化碳和水，产品气经过换热/冷却以降温并脱除其所含的水分，得到合格的煤层气产品气；部分产品气以一定循环比返回至脱氧反应器入口与初始含氧煤层气混合以控制脱氧反应器入口的煤层气氧浓度；其特征在于：(1-1)含氧煤层气中氧气的体积百分比浓度为1％-15％；(1-2)合格的煤层气产品气中氧气体积百分比浓度小于0.2％；(1-3)脱氧反应器的操作压力为0-10MPa，稳态操作时催化剂床层的入口温度为250-450℃，催化剂床层的出口温度为450-650℃，体积反应空速为1,000-80,000hr-1；(1-4)煤层气产品气经过至少两级换热/冷却使其温度降至30-50℃并脱除其所含的水分；(1-5)循环返回的煤层气产品气与初始含氧煤层气的体积流量之比为0∶1至6∶1。