CN104557390B - 一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，可有效解决甲醇驰放气利用率低，能源浪费的技术问题，具体步骤为：甲甲醇驰放气依次通过换热器、电加热器升温后送入甲烷反应器，在温度430‑480℃、压力3.0‑5.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器中的气体送出甲烷反应器，送入换热器内继续降温，待气体温度降至320‑350℃时送入废热锅炉内进一步降温至140‑160℃，送入水冷却器内降温至20‑50℃，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷,本发明充分利用甲醇驰放气中的有效气体作为液态甲烷的原料气，实现了甲醇驰放气的综合回收和能量的合理利用，从而达到安全环保、节能降耗、增加企业效益，并进一步降低甲醇生产成本。

Description

一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法
技术领域
本发明涉及甲醇联产甲烷的方法，具体涉及一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法。
背景技术
甲醇是一种运用非常广泛的化工原料，是基础的有机化工原料和优质燃料，主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、硫二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。目前甲醇主要以氢气、一氧化碳、二氧化碳为原料在合适的温度、压力、铜基甲醇催化剂的作用下反应生成甲醇。但是由于氢气、一氧化碳、二氧化碳生成甲醇的反应为可逆反应，单程转化率相对较低，因此目前普遍的做法是将冷凝分离出液相产物后其余大部分未反应气体进行循环利用，但是由于这部分气体氮气、甲烷含量较高，如果直接参与反应会阻碍合成反应，因此通常将大量含有氮气、甲烷的气体放掉，则这部分被放掉的气体为驰放气。目前大部分甲醇生产企业通常是将驰放气内的氢气回收，其余气体进行燃烧，造成能源的大量浪费，有效气体没有被完全利用。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，可有效解决甲醇驰放气利用率低，能源浪费的技术问题。
本发明解决的技术方案是，一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，具体步骤为：甲醇驰放气依次通过换热器、电加热器升温后送入甲烷反应器，在温度430-480℃、压力3.0-5.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器（又称甲烷化反应器）内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器中的气体送出甲烷反应器，送入换热器内继续降温，待气体温度降至320-350℃时送入废热锅炉内进一步降温至140-160℃，送入水冷却器内降温至20-50℃，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
进一步，本发明在利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的过程中，可以回收废热锅炉中部分反应热产生的高压蒸汽，并送入前级工段发电使用。
进一步，本发明联产合成液态甲烷的剩余气体为富氢气体，可以用于前级甲醇合成工段的使用。
一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法用的联产设备，包括换热器、电加热器、甲烷反应器、废热锅炉和水冷却器，换热器上部的出气口与电加热器下部的进气口相连，电加热器上部的出气口与甲烷反应器上部的进气口相连，甲烷反应器下部的出气口与换热器上部的进气口相连，换热器下部的出气口与废热锅炉的进气口相连，废热锅炉的出气口与水冷却器的进气口相连，甲醇驰放气依次通过换热器、电加热器升温后送入甲烷反应器，在温度430-480℃、压力3.0-5.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器中的气体经下部的出气口送出甲烷反应器，气体温度降至400-420℃送入换热器内继续降温，待气体温度降至320-350℃经下部的出气口送入废热锅炉内进一步降温至140-160℃，再送入水冷却器内降温至20-50℃从水冷却器的出气口排出，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
本发明利用甲醇驰放气联产合成甲烷的操作简单，设备成本低，无污染，能够有效的将工业生产中的废气转化为清洁能源，有着广阔的市场前景和社会、经济效益。
附图说明
图1为本发明生产工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作详细说明。
实施例 1
本实施例利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，具体步骤为：900Nm3/h甲醇合成后，其驰放气（含有体积分数H2 71%、CO 6%、CO2 3%）依次通过换热器1、电加热器2升温后送入甲烷反应器3，在温度450℃、压力4.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器3内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器3中的气体送出甲烷反应器3，待气体温度降至420℃送入换热器4内继续降温，待气体温度降至340℃时送入废热锅炉5内进一步降温至160℃，送入水冷却器6内降温至40℃，分离得到99Nm3/h的甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
实施例 2
本实施例利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，具体步骤为：900Nm3/h甲醇合成后，其驰放气依次通过换热器1、电加热器2升温后送入甲烷反应器3，在温度430℃、压力3.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器3内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器3中的气体送出甲烷反应器3，待气体温度降至400℃送入换热器4内继续降温，待气体温度降至320℃时送入废热锅炉5内进一步降温至140℃，送入水冷却器6内降温至50℃，分离得到100Nm3/h的甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
实施例 3
本实施例利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，具体步骤为：900Nm3/h甲醇合成后，其驰放气依次通过换热器1、电加热器2升温后送入甲烷反应器3，在温度480℃、压力5.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器3内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器3中的气体送出甲烷反应器3，待气体温度降至410℃送入换热器4内继续降温，待气体温度降至350℃时送入废热锅炉5内进一步降温至150℃，送入水冷却器6内降温至20℃，分离得到103Nm3/h的甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
由上述情况可以清楚的看出，本发明充分利用甲醇驰放气中的有效气体作为液态甲烷的原料气，实现了甲醇驰放气的综合回收和能量的合理利用，从而达到安全环保、节能降耗、增加企业效益，并进一步降低甲醇生产成本，升温后加速甲烷的生成，后续的降温过程又将热量通过废热锅炉等得到合理的利用，将经实际生产，利用同样量甲醇的驰放气联产合成液态甲烷的生产过程节能30%，液化天然气产量增加50%，设备利用率高，提高经济效益的目的，同时推动了成本低廉的LNG清洁能源的应用，有良好的社会和经济效益。

Claims (5)

1.一种利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，其特征在于，具体步骤为：甲醇驰放气依次通过换热器（1）、电加热器（2）升温后送入甲烷反应器（3），在温度430-480℃、压力3.0-5.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器（3）内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器（3）中的气体送出甲烷反应器（3），待气体温度降至400-420℃送入换热器（1）内继续降温，待气体温度降至320-350℃时送入废热锅炉（4）内进一步降温至140-160℃，送入水冷却器（5）内降温至20-50℃，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
2.根据权利要求1所述的利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，其特征在于，具体步骤为：900Nm3/h甲醇合成后，其驰放气依次通过换热器（1）、电加热器（2）升温后送入甲烷反应器（3），在温度450℃、压力4.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器（3）内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器（3）中的气体送出甲烷反应器（3），待气体温度降至420℃送入换热器（1）内继续降温，待气体温度降至340℃时送入废热锅炉（4）内进一步降温至160℃，送入水冷却器（5）内降温至40℃，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
3.根据权利要求1所述的利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，其特征在于，具体步骤为：900Nm3/h甲醇合成后，其驰放气依次通过换热器（1）、电加热器（2）升温后送入甲烷反应器（3），在温度430℃、压力3.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器（3）内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器（3）中的气体送出甲烷反应器（3），待气体温度降至400℃送入换热器（1）内继续降温，待气体温度降至320℃时送入废热锅炉（4）内进一步降温至140℃，送入水冷却器（5）内降温至50℃，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
4.根据权利要求1所述的利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法，其特征在于，具体步骤为：900Nm3/h甲醇合成后，其驰放气依次通过换热器（1）、电加热器（2）升温后送入甲烷反应器（3），在温度480℃、压力5.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器（3）内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器（3）中的气体送出甲烷反应器（3），待气体温度降至410℃送入换热器（1）内继续降温，待气体温度降至350℃时送入废热锅炉（4）内进一步降温至150℃，送入水冷却器（5）内降温至20℃，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
5.一种权利要求1所述利用甲醇驰放气联产合成液态甲烷的方法用的联产设备，其特征在于，其包括换热器（1）、电加热器（2）、甲烷反应器（3）、废热锅炉（4）和水冷却器（5），换热器（1）上部的出气口与电加热器（2）下部的进气口相连，电加热器（2）上部的出气口与甲烷反应器（3）上部的进气口相连，甲烷反应器（3）下部的出气口与换热器（1）上部的进气口相连，换热器（1）下部的出气口与废热锅炉（4）的进气口相连，废热锅炉（4）的出气口与水冷却器（5）的进气口相连，甲醇驰放气依次通过换热器（1）、电加热器（2）升温后送入甲烷反应器（3），在温度430-480℃、压力3.0-5.0MPa和镍催化剂作用下，使甲烷反应器（3）内的H2、CO和CO2反应合成甲烷，然后将甲烷反应器（3）中的气体经下部的出气口送出甲烷反应器（3），气体温度降至400-420℃送入换热器（1）内继续降温，待气体温度降至320-350℃经下部的出气口送入废热锅炉（4）内进一步降温至140-160℃，再送入水冷却器（5）内降温至20-50℃从水冷却器（5）的出气口排出，分离得到甲烷，提纯深冷，得到液态甲烷。
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