利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法技術(shù)

一種利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法，將甲醇和純水汽化后、或?qū)⒓状荚谵D(zhuǎn)化器中，利用銅系催化劑，將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳、或氫氣和一氧化碳混合氣Ⅰ；將混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ，送入絕熱多段固定床，在鎳系催化劑的作用下，進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，合成甲烷，并利用變壓吸附或膜分離對(duì)甲烷進(jìn)行純化。優(yōu)點(diǎn)是：工藝合理，產(chǎn)品組分單一，對(duì)有焦?fàn)t煤氣和甲醇馳放氣企業(yè)，富氫氣體實(shí)現(xiàn)綜合利用；對(duì)環(huán)境友好，將低價(jià)滯銷的甲醇轉(zhuǎn)化為高價(jià)暢銷的天然氣，成本低廉，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】


本專利技術(shù)屬于天然氣制備領(lǐng)域，特別涉及一種利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法。

技術(shù)介紹

中國(guó)天然氣市場(chǎng)不僅貧乏、而且資源分布極不均衡，雖然沿海地區(qū)建立了一些進(jìn)口LNG接收碼頭，不均衡局面有所改觀，但是在黑龍江、吉林、湖南、湖北、江西、云南、貴州、四川等地，天然氣價(jià)格仍然居高不下。而甲醇行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩，價(jià)格持續(xù)走低，許多地方已跌到每噸2000元以下，把低價(jià)的滯銷的甲醇做原料做成高價(jià)暢銷的天然氣意義十分重大。
CN103483119A公開了“一種富氫氣合成氣生產(chǎn)甲烷的方法”，該方法以富氫氣為主要原料，甲醇為輔料，通過(guò)裂解與甲烷化合成天然氣，該方法以富氫氣為主要原料，成本較高，需要分段反應(yīng)，工藝復(fù)雜，工藝條件較難控制。
CN103820181A公開了“一種甲醇轉(zhuǎn)化為天然氣的方法及其裝置”，該方法以甲醇為原料，乙醇為添加劑，復(fù)合酸做催化劑，轉(zhuǎn)化物有甲烷、乙烷、乙烯等。其缺點(diǎn)是：以復(fù)合酸為催化劑，對(duì)反應(yīng)其要求高，并且產(chǎn)品為混合氣，如果需要單一甲烷，還需要后續(xù)分離過(guò)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種工藝合理，成本低廉，產(chǎn)品組分單一的利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法。
本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：
一種利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法，其具體步驟如下：
S1、將甲醇和純水汽化后、或?qū)⒓状荚谵D(zhuǎn)化器中以0.5MPa～3MPa壓力、200℃～300℃的溫度下，利用銅系催化劑，將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳、或氫氣和一氧化碳混合氣Ⅰ；
S2、將S1獲得的混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ；
S3、將S2配比好的混合氣Ⅱ送入絕熱多段固定床在200℃～700℃溫度下、在0.9MPa～1.2MPa下，在鎳系催化劑的作用下，進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，合成甲烷；
S4、利用變壓吸附或膜分離將S3合成的甲烷進(jìn)行純化；
S5、將純化后的甲烷調(diào)壓制成SNG，或者壓縮形成CNG，或者液化制成LNG產(chǎn)品。
所述甲醇與水的摩爾比為1:1。
所述銅系催化劑為CuZnAl催化劑。
所述甲醇與銅系催化劑的質(zhì)量比為3200:1。
所述混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣的總體積與鎳系催化劑的體積比為200:1。
所述的富氫氣中含有的H2的質(zhì)量＞富氫氣中含有的CO和CO2在甲烷化理論消耗氫氣的總質(zhì)量。
所述富氫氣為焦?fàn)t氣、焦?fàn)t氣尾氣或甲醇馳放氣。
生產(chǎn)過(guò)程中，把甲烷化過(guò)程中釋放的熱量收集起來(lái)，用于甲醇裂解工序所需熱量。
本專利技術(shù)的有益效果：
工藝合理，產(chǎn)品組分單一，對(duì)有焦?fàn)t煤氣和甲醇馳放氣企業(yè)，富氫氣體實(shí)現(xiàn)綜合利用；可以將甲烷化過(guò)程釋放的大量熱量回收，用于甲醇裂解加熱，從而實(shí)現(xiàn)能源利用；對(duì)環(huán)境友好，不存在用煤制氣的大量耗水問題和環(huán)保問題；將低價(jià)滯銷的甲醇轉(zhuǎn)化為高價(jià)暢銷的天然氣，成本低廉，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1為甲醇裂解為H2和CO合成甲烷工藝流程圖；
圖2為甲醇裂解為H2和CO2合成甲烷工藝流程圖（有富氫氣）；
圖3為甲醇裂解為H2和CO2合成甲烷工藝流程圖（無(wú)富氫氣）。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步描述，是本專利技術(shù)的實(shí)施案例的幾種，不能以此限定本專利技術(shù)的范圍，即凡是依本專利技術(shù)的范圍所做的變化與修飾，皆應(yīng)屬本專利技術(shù)函蓋的范圍內(nèi)。
實(shí)施例1S1、如圖1所示，將甲醇和純水汽化后在轉(zhuǎn)化器中以0.5MPa壓力、300℃的溫度下，所述甲醇與水的摩爾比為1:1，利用銅系催化劑，所述銅系催化劑為CuZnAl催化劑，所述甲醇與銅系催化劑的質(zhì)量比為3200:1，將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳混合氣Ⅰ；
S2、將S1獲得的混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ；所述富氫氣為焦?fàn)t氣，所述的富氫氣中含有的H2的質(zhì)量＞富氫氣中含有的CO和CO2在甲烷化理論消耗氫氣的總質(zhì)量；
S3、將S2配比好的混合氣Ⅱ送入絕熱多段固定床在200℃溫度下、在1.2MPa下，在鎳系催化劑的作用下，所述混合氣Ⅱ的體積與鎳系催化劑的體積比為200:1，進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，合成甲烷；
S4、利用膜分離將S3合成的甲烷進(jìn)行純化；
S5、將純化后的甲烷液化制成LNG產(chǎn)品。
生產(chǎn)過(guò)程中，把甲烷化過(guò)程中釋放的熱量收集起來(lái)，用于甲醇裂解工序所需熱量。
實(shí)施例2S1、如圖1所示，將甲醇和純水汽化后在轉(zhuǎn)化器中以03MPa壓力、200℃的溫度下，所述甲醇與水的摩爾比為1:1，利用銅系催化劑，所述銅系催化劑為CuZnAl催化劑，所述甲醇與銅系催化劑的質(zhì)量比為3200:1，將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳混合氣Ⅰ；
S2、將S1獲得的混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ；所述富氫氣為焦?fàn)t氣尾氣，所述的富氫氣中含有的H2的質(zhì)量＞富氫氣中含有的CO和CO2在甲烷化理論消耗氫氣的總質(zhì)量；
S3、將S2配比好的混合氣Ⅱ送入絕熱多段固定床在700℃溫度下、在0.9MPa下，在鎳系催化劑的作用下，所述混合氣Ⅱ的體積與鎳系催化劑的體積比為200:1，進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，合成甲烷；
S4、利用變壓吸附將S3合成的甲烷進(jìn)行純化；
S5、將純化后的甲烷壓縮形成CNG。
生產(chǎn)過(guò)程中，把甲烷化過(guò)程中釋放的熱量收集起來(lái)，用于甲醇裂解工序所需熱量。
實(shí)施例3S1、如圖1所示，將甲醇和純水汽化后在轉(zhuǎn)化器中以2.5MPa壓力、250℃的溫度下，所述甲醇與水的摩爾比為1:1，利用銅系催化劑，所述銅系催化劑為CuZnAl催化劑，所述甲醇與銅系催化劑的質(zhì)量比為3200:1，將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳混合氣Ⅰ；
S2、將S1獲得的混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ；所述富氫氣為甲醇馳放氣，所述的富氫氣中含有的H2的質(zhì)量＞富氫氣中含有的CO和CO2在甲烷化理論消耗氫氣的總質(zhì)量；
S3、將S2配比好的混合氣Ⅱ送入絕熱多段固定床在500℃溫度下、在1.0MPa下，在鎳系催化劑的作用下，所述混合氣Ⅱ的體積與鎳系催化劑的體積比為200:1，進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，合成甲烷；
S4、利用膜分離將S3合成的甲烷進(jìn)行純化；
S5、將純化后的甲烷調(diào)壓制成SNG。
生產(chǎn)過(guò)程中，把甲烷化過(guò)程中釋放的熱量收集起來(lái)，用于甲醇裂解工序所需熱量。
實(shí)施例4S1、如圖2所示，將甲醇在轉(zhuǎn)化器中以0.5MPa壓力、300℃的溫度下，所述甲醇與水的摩爾比為1:1，利用銅系催化劑，所述銅系催化劑為CuZnAl催化劑，所述甲醇與銅系催化劑的質(zhì)量比為3200:1，將甲醇裂解為氫氣和一氧化碳混合氣Ⅰ；
S2、將S1獲得的混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ；所述富氫氣為甲醇馳放氣，所述的富氫氣中含有的H2的質(zhì)量＞富氫氣中含有的CO和CO2在甲烷化理本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法，其特征是：具體步驟如下：S1、將甲醇和純水汽化后、或?qū)⒓状荚谵D(zhuǎn)化器中以0.5MPa～3MPa壓力、200℃～300℃的溫度下，利用銅系催化劑，將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳、或氫氣和一氧化碳混合氣Ⅰ；S2、將S1獲得的混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ；S3、將S2配比好的混合氣Ⅱ送入絕熱多段固定床在200℃～700℃溫度下、在0.9MPa～1.2MPa下，在鎳系催化劑的作用下，進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，合成甲烷；S4、利用變壓吸附或膜分離將S3合成的甲烷進(jìn)行純化；S5、將純化后的甲烷調(diào)壓制成SNG，或者壓縮形成CNG，或者液化制成LNG產(chǎn)品。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法，其特征是：具體步驟如下：
S1、將甲醇和純水汽化后、或?qū)⒓状荚谵D(zhuǎn)化器中以0.5MPa～3MPa壓力、200℃～300℃的溫度下，利用銅系催化劑，將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳、或氫氣和一氧化碳混合氣Ⅰ；
S2、將S1獲得的混合氣Ⅰ與經(jīng)過(guò)凈化除硫的富氫氣按照3H2+CO→CH4+H2O和4H2+CO2→CH4+2H2O公式中CO、CO2理論消耗氫氣量進(jìn)行配料，得到混合氣Ⅱ；
S3、將S2配比好的混合氣Ⅱ送入絕熱多段固定床在200℃～700℃溫度下、在0.9MPa～1.2MPa下，在鎳系催化劑的作用下，進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，合成甲烷；
S4、利用變壓吸附或膜分離將S3合成的甲烷進(jìn)行純化；
S5、將純化后的甲烷調(diào)壓制成SNG，或者壓縮形成CNG，或者液化制成LNG產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用甲醇生產(chǎn)合成天然氣的方法，其特征是：所述甲...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王連成，王俊昌，劉金剛，陳云鵬，高鵬翀，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：王連成，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧;21