RU2104990C1 - Способ получения метана из метановоздушной смеси - Google Patents
Способ получения метана из метановоздушной смеси Download PDFInfo
- Publication number
- RU2104990C1 RU2104990C1 RU92015010A RU92015010A RU2104990C1 RU 2104990 C1 RU2104990 C1 RU 2104990C1 RU 92015010 A RU92015010 A RU 92015010A RU 92015010 A RU92015010 A RU 92015010A RU 2104990 C1 RU2104990 C1 RU 2104990C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methane
- air mixture
- fed
- gas
- separation
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Drying Of Gases (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
Использование: при утилизации газа для использования его в виде топлива для автотранспорта. Сущность изобретения: предварительно очищенную от механических примесей влаги метановоздушную смесь, например шахтный газ, подают на конверсии в присутствии водяного пара и катализатора конверсии, после которой газ, лишенный кислорода и содержащий CO, CO2 и H2, проходит теплообменники и осушитель и идет на обработки абсорбцией растворителем. Газ с уменьшенным количеством CO2 попадает в метанатор, в котором происходит образование бинарного газа, содержащего азот и метан. Осушенный в адсорберах газовый поток, пойдя ряд теплообменников и охлаждаясь, поступает на низкотемпературное разделение в ректификацонную колонну. Из верхней части колонны выходит азот, а из нижней - практически метан. 1 ил.
Description
Изобретение относится к выделению метана из метановоздушной смеси и может быть использовано, в частности, для утилизации шахтного газа с получением при этом метана, который может быть использован как топливо для автотранспорта.
Известен способ утилизации шахтного газа, образующегося при выработке угольных пластов, заключающийся в его сжигании в котельных установках после предварительной очистки от механических примесей и осушки (1).
Недостатком способа является его неэкономичность и неэффективное использование содержащегося в шахматном газе метана. Колебание концентрации метана в шахтном газе часто делает невозможным его использование по этому способу.
Известен способ выделения метана из метановоздушной смеси, в частности из шахтного газа, заключающийся в его очистке от пыли, осушке и разделении путем адсорбции на молекулярном сите, селективном в отношении метана. В процессе регенерации сита отделяют адсорбированный метан.
Способ позволяет выделять метан из шахтного газа с колеблющимся содержанием метана (2).
Недостатком способа является то, что получающийся при этом метан имеет невысокую концентрацию порядка 50%.
Целью изобретения является получение из метановоздушной смеси метана с высоко концентрацией, который может быть использован как топливо для автотранспорта.
Согласно настоящему изобретению метановоздушную смесь после отделения от нее механических примесей и воды конвертируют в присутствии водяного пара на катализаторе с образованием водорода, CO и CO2, полученный продукт охлаждают с отделением сконденсировавшейся при этом воды, отделяют часть содержащего в газовом потоке диоксида углерода абсорбцией растворителем и затем подвергают его метанированию в присутствии катализатора, полученный при метанировании продукт после адсорбционной осушки подают на разделение низкотемпературной ректификацией с получением метана.
Способ осуществляют по схеме, представленной на чертеже.
Метановоздушная смесь, освобожденная от механических примесей и влаги, прошедшая сжатие в компрессоре и нагрев, поступает по линии 1 в конвертор паровой конверсии 2, содержащий катализатор. В конвертор по линии 3 подают перегретый водяной пар. В конверторе происходит образование из метана CO, CO2 и H2, с полной конверсией содержащегося в метановоздушной смеси кислорода.
Выходящий из конвертора газовый поток 4 содержит CH4, CO, CO2, H2, N2 и H2O. этот поток охлаждают в теплообменниках 5 - 8. Тепло газового потока отдается для получения перегретого пара. После прохождения узла водяного охлаждения 9 газовый поток поступает во влагоотделитель 10, где от него отделяют сконденсировавшуюся воду. Поток газа 11 из влагоотделителя поступает в узел абсорбции 12 для частичного отделения содержащегося в нем CO2 с помощью растворителей, например моноэтаноламина.
Удаление части CO2 проводят с целью подготовки газовой смеси к дальнейшему метанированию. Поток газа 13 после отделения от него части CO2 подают далее в метанатор 14, предварительно нагрев его в теплообменнике 15 до температуры реакции. В метанаторе 14 в присутствии катализатора метанирования происходит в ходе экзотермической реакции метанирования образование из компонентов газовой смеси CO, CO2 и водорода метана. На выходе метанатора 14 получают газовый поток 16, содержащий N2, CH4 и H2O. Горячий поток 16 отдает свое тепло в теплообменнике 15 газовому потоку 13, охлаждают его в охладителе 17 и далее, после осушки в адсорбере 18, в котором расположен слой цеолита газовый поток 19, содержащий в основном N2, CH4, подают на низкотемпературное разделение в ректификационную колонну 20, перед подачей в колонну 20, газовый поток 19 охлаждают двумя потоками в теплообменниках 21 и 22, в которых они отдают свое тепло выходящим из ректификации потокам азота 23 и метана 24 соответственно. Объединенный поток 25 после теплообменников можно, в случае необходимости, дополнительно охлаждать с использованием холодильной машины 26. В результате охлаждения газовый поток сжижается и частично переохлаждается, перед входом в колонну он может быть дополнительно дросселирован в дроссельном устройстве 27.
В испаритель 28 колонны 20 стекает практически чистый метан, откуда его отбирают в виде потока 24, который нагревают и испаряют в теплообменнике 22 и выводят в виде целевого продукта 29. С верха колонны получают поток азота 23, который после того, как пройдет теплообменник 21, сбрасывают с установки. Часть азота может использоваться для регенерации цеолита в установках осушки.
Нижеследующий пример иллюстрирует способ согласно изобретению.
Пример. Способ осуществляют в соответствии со схемой, описанной выше. Разделению подвергают метановоздушную смесь - шахтный газ Воркутинского угледобывающего бассейна, имеющего следующий состав % об, CH4 - 40; O2 - 11; N2 - 49.
Газ в количестве 3000 м3/час очищают от пыли и влаги до давления 25 ат и после подогрева до 300oC подают на конверсию с водяным паром в присутствии катализатора ГИАП-8, включающего в себя Al2O3 - 91 oC 92% и NiO 7,6 oC 8%. Массовое соотношение водяной пар : метан = 2 : 1. На выходе из конвертора получают поток влажного газа 6032 м3/час с температурой 683oC, имеющий следующий состав, % об: CH4 - 11,37, CO - 2,05, CO2 - 6,53, H2 - 19,56, N2 - 23,16, H2O - 37,33.
Газ охлаждается при прохождении теплообменников 5 - 9 до 40oC, после отделения сконденсировавшейся влаги и отделения части CO2 промывают моноэтаноламином, получают поток 13 с расходом 3581 м3/час (уменьшилось количество H2O на 2244 м3/час и CO2 на 195 м3/час), имеющий температуру 40oC и состав, % об.: CO2 - 5,54, CO - 3,54, H2 - 32,9, N2 - 38,78, H2O - 0,33, CH4 - 18,91. Перед входом в метанатор 14 газ имеет температуру 200oC за счет нагрева в теплообменнике 15. Метанирование проводят в присутствии катализатора метанирования, имеющего состав: Al2O3 - 62%, NiO - 38%. Для поддержания температуры в метанаторе используют охлаждение паром. Поток из метанатора 16 имеет состав, % об.: CO2 - следы, CO - следы, N2 - 47,6, H2O - 18,2, CH4 - 34,2. На выходе метанатора газ имеет температуру 200oC. После осушки на цеолите NaA в адсорбере 18 газовый поток 19 с расходом 2400 м3/час имеет температуру 40oC и состав % об: N2 - 57,95, CH4 - 42,05. После разделения потока 19 в колонне низкотемпературной ректификации, куда поток 26 поступает с температурой 90oK и давлением 1,45 ати, получают в верхней части практически чистый азот, а из куба - метан с концентрацией около 100%. Процент выхода метан от первоначального количества газа составляют чуть менее 1/3. Так, при начальном расходе в конвертор 3000 м3/час на выходе из колонны получают 900 м3/час чистого метана. Метан может быть использован в качестве газообразного топлива для автотранспорта.
Claims (1)
- Способ получения метана из метановоздушной смеси, включающий отделение механических примесей и влаги, отличающийся тем, что после отделения механических примесей и влаги метановоздушную смесь подвергают конверсии с водяным паром в присутствии катализатора конверсии с получением CO, CO2 и H2, полученный продукт охлаждают, отделяют от него сконденсировавшуюся при этом воду, извлекают абсорбцией растворителем часть содержащегося в продукте CO2 и затем подвергают метанированию в присутствии катализатора метанирования, полученный при этом продукт после адсорбционной сушки подают на разделение низкотемпературной ректификацией с отделением азота и получением целевого продукта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92015010A RU2104990C1 (ru) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | Способ получения метана из метановоздушной смеси |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92015010A RU2104990C1 (ru) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | Способ получения метана из метановоздушной смеси |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92015010A RU92015010A (ru) | 1996-12-10 |
RU2104990C1 true RU2104990C1 (ru) | 1998-02-20 |
Family
ID=20134559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92015010A RU2104990C1 (ru) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | Способ получения метана из метановоздушной смеси |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2104990C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7605293B2 (en) * | 2005-04-15 | 2009-10-20 | University Of Southern California | Efficient and selective conversion of carbon dioxide to methanol, dimethyl ether and derived products |
US7608743B2 (en) * | 2005-04-15 | 2009-10-27 | University Of Southern California | Efficient and selective chemical recycling of carbon dioxide to methanol, dimethyl ether and derived products |
WO2012060740A1 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Кортэс" | Способ подготовки газового топлива |
RU2511112C2 (ru) * | 2008-12-17 | 2014-04-10 | Шенгли Ойл Филд Шенгли Пауэр Мэшинери Груп Ко., Лтд. | Способ и установка для удаления метана из газа низкой концентрации в угольных шахтах |
-
1992
- 1992-12-29 RU RU92015010A patent/RU2104990C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Трифонов Т.А. Эксплуатация котельных, работающих на шахтном металле. - М.: Недра, 1975, с. 13 - 16. 2. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7605293B2 (en) * | 2005-04-15 | 2009-10-20 | University Of Southern California | Efficient and selective conversion of carbon dioxide to methanol, dimethyl ether and derived products |
US7608743B2 (en) * | 2005-04-15 | 2009-10-27 | University Of Southern California | Efficient and selective chemical recycling of carbon dioxide to methanol, dimethyl ether and derived products |
US8212088B2 (en) | 2005-04-15 | 2012-07-03 | University Of Southern California | Efficient and selective chemical recycling of carbon dioxide to methanol, dimethyl ether and derived products |
RU2511112C2 (ru) * | 2008-12-17 | 2014-04-10 | Шенгли Ойл Филд Шенгли Пауэр Мэшинери Груп Ко., Лтд. | Способ и установка для удаления метана из газа низкой концентрации в угольных шахтах |
WO2012060740A1 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Центр Кортэс" | Способ подготовки газового топлива |
RU2458105C2 (ru) * | 2010-11-03 | 2012-08-10 | ООО "Центр КОРТЭС" | Способ подготовки газового топлива |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102651575B1 (ko) | 수소 및 이산화탄소의 생산 및 분리를 위한 시스템들 및 방법들 | |
US5185139A (en) | Carbon dioxide production from combustion exhaust gases with nitrogen and argon by-product recovery | |
US3614872A (en) | Synthesis gas separation process | |
CA1233109A (en) | Process and apparatus for obtaining pure co | |
RU2166546C1 (ru) | Способ объединения доменной печи и реактора прямого восстановления с использованием криогенной ректификации | |
RU2414659C2 (ru) | Способ и устройство для выделения продуктов из синтез-газа | |
RU2397412C2 (ru) | Способ и устройство для выделения продуктов из синтез-газа | |
US4524056A (en) | Process for the production of ammonia | |
JPS6183623A (ja) | アンモニア合成ガスの製法 | |
KR20110049784A (ko) | 연도 가스로부터의 이산화탄소 회수 | |
US2284662A (en) | Process for the production of krypton and xenon | |
US20220144634A1 (en) | Process and plant for producing hydrogen and for separating carbon dioxide from synthesis gas | |
US3740962A (en) | Process of and apparatus for the recovery of helium from a natural gas stream | |
JPH01104690A (ja) | 重炭化水素と高純度水素生成物の分離および回収の方法 | |
JP2024515490A (ja) | 水素製造プロセスユニットにおける水素富化生成物の製造及びco2の回収方法 | |
JP2024515486A (ja) | 水素生成ユニットにおいて水素富化生成物及びco2を回収する方法 | |
JP2005522396A (ja) | 水素および一酸化炭素の混合物を分離するための方法および装置。 | |
RU2104990C1 (ru) | Способ получения метана из метановоздушной смеси | |
KR100506910B1 (ko) | 극저온 정류법을 사용하여 암모니아를 제조하는 방법 및 장치 | |
CN109963810B (zh) | 使用酸性气体洗涤和低温分离工艺进行合成气分馏的方法和装置 | |
JPH03242302A (ja) | 水素及び一酸化炭素の製造方法 | |
US7461521B2 (en) | System unit for desorbing carbon dioxide from methanol | |
RU2135454C1 (ru) | Переработка природного газа с получением метанола | |
CN114788983B (zh) | 一种低温甲醇洗净化方法及装置 | |
RU2134147C1 (ru) | Способ переработки природного газа с получением пара и метанола |