【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及制氫，尤其涉及一種加壓下減少反應積碳的硫循環(huán)甲烷硫化氫制氫工藝。
技術介紹
1、能源的高質量，高清潔發(fā)展勢在必行，而天然氣作為最清潔的化石能源更是重中之重。我國天然氣資源豐富，但含硫天然氣占總已探明天然氣總量的百分之二十五，其主要分布在四川盆地、鄂爾多斯、塔里木盆地和海上油氣田。硫化氫(h2s)不僅僅是劇毒氣體，對人體有嚴重的損害，而且天然氣須進行脫硫處理才可以對其進行進一步的利用，否則會對油氣開采，運輸和存儲方面帶來風險。綜上所述硫化氫的存在對我們身體健康與資源利用有著不可忽略的負面作用。
2、在工業(yè)上大多數采用的是將h2s通過物理或化學方法進行分離富集，再使用克勞斯工藝等對h2s進行處理和轉化，將h2s轉化為硫磺和水。但是在這樣的過程中，獲得的產物沒有較高的經濟價值，并且浪費掉了h2s中的氫元素。為了實現(xiàn)硫化氫資源化利用，研究者進行了許多研究，開發(fā)出光催化、電催化、光熱等一系列硫化氫制氫技術。但大部分的技術成熟度還處于較低水平。只有h2smr技術成熟度最高，達到了工業(yè)化的基礎，最具發(fā)展前景，其反應過程為:ch4+h2s＝cs2+h2。
3、與h2s分解相比，ch4與h2s重整制氫過程在相同條件下的反應轉化率高，氫氣產量高。為了提高生產效率，同時減少反應器體積，工業(yè)生產往往在氣體反應過程中進行加壓處理，但是在加壓后的反應過程中，甲烷的熱解會加劇，導致會生成大量的碳，積碳過多會使碳吸附在催化劑的表面，覆蓋活性位點，導致反應速率下降并且導致催化劑失活。嚴重時積碳會導致管道堵塞，處理不當容易發(fā)生
4、因此本領域迫切需要一種方法對其加壓條件下反應積碳與過量硫化氫處理的問題進行解決。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術的實施例提供一種加壓下減少反應積碳的硫循環(huán)甲烷硫化氫制氫工藝。
2、為達到上述目的，本專利技術的實施例采用如下技術方案：
3、本專利技術提供一種加壓下減少反應積碳的硫循環(huán)甲烷硫化氫制氫工藝，包括以下步驟：
4、(1)將ch4、h2s與循環(huán)的s2蒸汽混合反應得到反應氣體ⅰ；
5、(2)將步驟(1)得到的反應氣體ⅰ分離得到反應氣體ⅱ與s2，將獲得的s2作為步驟(1)反應料，反應氣體ⅱ經精餾塔分離，從塔頂冷凝得到反應氣體ⅲ；
6、(3)將反應氣體ⅲ經壓縮與冷卻后，進入到吸收塔中與低溫甲醇接觸，分離獲得富氫氣體和富硫甲醇；
7、(4)將富硫甲醇升溫處理，獲得貧硫甲醇與吸收的h2s氣體；
8、(5)將貧硫甲醇與h2s氣體通入氣提塔，h2s循環(huán)至步驟(1)，貧硫甲醇通過冷卻后，再進入步驟(4)中的吸收塔中。
9、在一些實施例中，在步驟(1)中，所述h2s與ch4摩爾比為2.0-8.0，所述s2與ch4的摩爾比為0.1-1.5。
10、在一些實施例中，在步驟(1)中，所述反應溫度為900℃-1700℃。
11、在一些實施例中，在步驟(1)中，所述反應的壓強為10-30bar。
12、在一些實施例中，在步驟(2)中，所述精餾塔的塔頂出口的氣體經冷凝器分離后得到反應氣體ⅲ，冷凝溫度區(qū)間選擇-20℃～-15℃，精餾塔的塔底回收的cs2通過再沸器繼續(xù)分離，再沸器溫度選擇70℃-100℃。
13、在一些實施例中，在步驟(3)中，所述吸收塔內反應氣體ⅲ與低溫甲醇的摩爾比為1:4-1:7。
14、在一些實施例中，在步驟(3)中，所述吸收塔內的低溫甲醇吸收溫度區(qū)間為-20℃～-70℃。
15、在一些實施例中，在步驟(3)中，所述吸收塔內的低溫甲醇與反應氣體ⅲ，在3-6mpa壓力區(qū)間下進行。
16、本專利技術具有如下有益效果：
17、(1)在工業(yè)過程為了增加產量，在氣體反應過程中加壓是不可避免的，然而在加壓條件下甲烷與硫化氫反應中甲烷熱分解(ch4＝c+2h2)必定會產生大量的積碳，而積碳不僅僅降低催化劑活性，而且減少cs2生成，還會堵塞管道造成爆炸等危險，而通過循環(huán)加入s2蒸汽后，可以減少積碳的生成。
18、(2)將反應氣體ⅰ在分離器中的s2進行分離后，重新蒸汽化作為初始反應料，根據反應ch4+2s2＝cs2+2h2s，可知在反應過程中加入s2，可以使得甲烷中的碳元素與硫反應，生成經濟價值更高的二硫化碳。
19、(3)根據反應ch4+2h2s＝4h2+cs2。在甲烷硫化氫重整反應中，硫化氫往往是過量的，這是為了減少加壓過程中的積碳現(xiàn)象，防止甲烷的分解生成的碳堆積在催化劑表面，但是在反應體系中加入了硫，使得甲烷中的碳與硫反應，從而減少甚至完全不產生積碳，得益于此，在反應體系中可以減少的硫化氫加入比例，減少安全隱患的同時也可以降低對硫化氫處理的經濟成本。
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1.一種加壓下減少反應積碳的硫循環(huán)甲烷硫化氫制氫工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(1)中，所述H2S與CH4摩爾比為2.0-8.0，所述S2與CH4的摩爾比為0.1-1.5。
3.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(1)中，所述反應溫度為900℃-1700℃。
4.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(1)中，所述反應的壓強為10-30bar。
5.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(2)中，所述精餾塔的塔頂出口的氣體經冷凝器分離后得到反應氣體Ⅲ，冷凝溫度區(qū)間選擇-20℃～-15℃，精餾塔的塔底回收的CS2通過再沸器繼續(xù)分離，再沸器溫度選擇70℃-100℃。
6.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(3)中，所述吸收塔內反應氣體Ⅲ與低溫甲醇的摩爾比為1:4-1:7。
7.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(3)中，所述吸收塔內的低溫甲醇吸收溫度區(qū)間為-20℃～-70℃。
8.根據
...【技術特征摘要】
1.一種加壓下減少反應積碳的硫循環(huán)甲烷硫化氫制氫工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(1)中，所述h2s與ch4摩爾比為2.0-8.0，所述s2與ch4的摩爾比為0.1-1.5。
3.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(1)中，所述反應溫度為900℃-1700℃。
4.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(1)中，所述反應的壓強為10-30bar。
5.根據權利要求1所述的制氫工藝，其特征在于，在步驟(2)中，所述精餾塔的塔頂出口...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：周瑩，鄧睿，黃澤皚，張瑞陽，賀禎，伍俊道，馮子龍，唐依帆，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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