一种利用焦炉气合成甲烷的方法

摘要

本发明公开了一种利用焦炉气合成甲烷的方法，通过净化脱除杂质、压缩换热及加入水蒸气、一段甲烷化反应、二段甲烷化反应、三段甲烷化反应、PSA分离甲烷等主要步骤，得到甲烷浓度90％以上的产品气。采用本发明方法，利用焦炉气为原料，可得到甲烷含量高、杂质含量低、热值高的合成天然气，并且有利于保护环境，节省能源，开发新能源；此外，该方法中，通过在一段反应之前在原料焦炉气中加入适量水蒸气，适当抑制了甲烷化反应的深度，从而减少了整个反应过程放出的热量，有利于反应后气体的冷却，及防止析炭反应发生致使催化剂失活，有利于整个合成工艺的连续正常运行。

主权项

一种利用焦炉气合成甲烷的方法，包括下述主要步骤：（1）、净化脱除杂质：采用净化焦炉气的常用方法将焦炉气通过净化系统脱除苯、萘、重烃化合物、硫化物；（2）、压缩换热及加入水蒸气：将上述（1）步净化后的焦炉气压缩至0.5～2Mpa、换热至330～400℃；再加入水蒸汽，水蒸汽的加入量按原料焦炉气中CH4计算，H2O与CH4的摩尔比0.2～1.0:1；（3）、一段甲烷化反应：净化后的焦炉气与水蒸气混合后进入一段甲烷化炉，在镍系催化剂作用下，进行一段甲烷化反应；（4）、二段甲烷化反应：一段甲烷化反应后的合成气经过段间冷却到330～400℃后进入二段甲烷化炉，在镍系催化剂作用下，进行二段甲烷化反应；（5）、三段甲烷化反应：二段甲烷化反应后的合成气通过段间冷却至330～400℃进入三段甲烷化炉，在镍系催化剂作用下，进行三段甲烷化反应；（6）、PSA分离甲烷：三段甲烷化反应后的合成气进入PSA装置，按照现有技术中的甲烷分离方法进行分离，得到甲烷浓度90%以上的产品气；本发明中的镍系催化剂是指以Al2O3为载体、以NiO为主要活性组分、以MgO为助剂的催化剂，载体Al2O3与助剂MgO形成镁铝尖晶石的载体结构，以质量百分含量计，其中NiO含量为5%～20%，Al2O3的含量为30%～80%，MgO的含量为1%～50%。