[发明专利]一种撬装式低碳烃生产甲烷的装置及工艺

摘要

本发明提供一种撬装式低碳烃生产甲烷的装置及工艺。该撬装式低碳烃生产甲烷的装置包括第一进料泵、第二进料泵、精脱硫反应器、加热炉、烃‑水转化反应器、深度甲烷化反应器、气液分离器和膜分离器。本发明提供的撬装式低碳烃生产甲烷的装置具有原料易于储存、装置体积小、移动方便等特点，易于模块化，适合撬装设计，易于设计制造和商业化应用；同时本发明采用该装置进行低碳烃生产甲烷的工艺具有生产效率高，甲烷转化率高，高达97％以上，产品热值高，可按需生产，使用灵活方便，适合用于分布式能源和调峰，既可与生物发酵制甲烷互补，又可用于不便于管输但需要使用清洁能源的地方。

主权项

1.一种撬装式低碳烃生产甲烷的装置，其特征在于：该撬装式低碳烃生产甲烷的装置包括第一进料泵、第二进料泵、精脱硫反应器、加热炉、烃‑水转化反应器、深度甲烷化反应器、气液分离器和膜分离器；所述第一进料泵与所述精脱硫反应器相连通，所述精脱硫反应器与所述加热炉相连通，所述第二进料泵与所述加热炉相连通，所述加热炉、所述烃‑水转化反应器、所述深度甲烷化反应器和所述气液分离器依次相连通，所述气液分离器的气体出口端与所述膜分离器相连通，所述膜分离器的甲烷出口端产生甲烷，所述膜分离器的尾气出口端与所述加热炉相连通；所述撬装式低碳烃生产甲烷的装置还包括第一换热器和第二换热器，所述烃‑水转化反应器的出口端与所述第一换热器相连通，所述第一换热器与所述深度甲烷化反应器相连通，所述深度甲烷化反应器与所述第二换热器相连通，所述第二换热器与所述气液分离器相连通；所述撬装式低碳烃生产甲烷的装置还包括甲烷储存罐，所述膜分离器的甲烷出口端与所述甲烷储存罐相连通；其中，所述精脱硫反应器内部设置有脱硫剂床层，所述脱硫剂床层上装载有Cu/分子筛脱硫剂；所述烃‑水转化反应器内部设置有转化催化剂床层，所述转化催化剂床层装载有未经还原的Ni/Al₂O₃催化剂；所述未经还原的Ni/Al₂O₃催化剂是通过以下制备方法制备得到的：称取硝酸镍、硝酸铝，加入田菁粉和脱盐水配制成混合溶液A；向混合溶液A中加入尿素，搅拌使其溶解，然后置于带加热的回流装置中，边搅拌边加热，使尿素缓慢分解并将镍离子和铝离子沉淀为均匀的混合物B；充分沉淀后，停止加热，待溶液冷却后，采用板框压滤机压滤并用水洗涤沉淀得到滤饼；将滤饼烘干得到Ni/Al₂O₃的催化剂前体；向干燥后的Ni/Al₂O₃的催化剂前体中加入石墨粉和田菁粉，进行挤压、造粒，然后打片成型为颗粒并升温焙烧，自然降温，得到未经还原的Ni/Al₂O₃催化剂；所述深度甲烷化反应器内部设置有甲烷化催化剂床层，所述甲烷化催化剂床层装载有未经还原的Ni/La₂O₃/Al₂O₃催化剂；所述未经还原的Ni/La₂O₃/Al₂O₃催化剂是通过以下制备方法制备得到的：以拟薄水铝石为原料进行焙烧，自然降温得到高温制备的氧化铝；采用硝酸镍和硝酸镧配制成溶液，采用碳酸铵沉淀，过滤后进行升温加热，然后自然降温得到镍镧氧化物；将高温制备的氧化铝与镍镧氧化物混合得到混合物C，然后加入石墨粉和田菁粉，并放入球磨机中球磨，充分混合后，打片成型为颗粒；将成型的颗粒球进行焙烧，然后自然降温，得到未经还原的Ni/La₂O₃/Al₂O₃催化剂。