一種天然氣或者液化天然氣的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種天然氣或者液化天然氣的生產(chǎn)工藝，具體地說是提供一種以魯奇焦?fàn)t混合氣為原料生產(chǎn)天然氣或者液化天然氣的全干法生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]煤、石油和天然氣是當(dāng)今世界能源的三大支柱，我國貧油少氣，但煤碳資源相當(dāng)豐富。近年來隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，天然氣作為一種清潔高效的能源，在能源的消費(fèi)中所占的比例迅速增加，目前國內(nèi)天然氣的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過供給量，因此煤制天然氣技術(shù)不僅可以滿足日益增長的市場需求，而且對我國的能源安全，節(jié)能減排具有重要的意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中合成天然氣都是采用濕法脫除硫化氫后(低溫甲醇洗等)的非耐硫甲烷化生產(chǎn)工藝，流程中存在冷熱病，流程復(fù)雜，投資高能耗大等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種天然氣或者液化天然氣的生產(chǎn)工藝，具體地說是提供一種以魯奇焦?fàn)t混合氣為原料生產(chǎn)天然氣或者液化天然氣的全干法生產(chǎn)工藝。
[0005]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種天然氣或液化天然氣的生產(chǎn)工藝，以魯奇和焦?fàn)t混合氣為原料，生產(chǎn)天然氣或者液化天然氣，該工藝至少包括以下4個生產(chǎn)部分:(I)至少I級多功能催化反應(yīng)，發(fā)生部分甲烷化反應(yīng)和變換反應(yīng)，并將有機(jī)硫進(jìn)行完全轉(zhuǎn)化，同時調(diào)整H/C ; (2)選擇性氧化脫除硫化氫；(3)變壓吸附脫除二氧化碳；(4)非耐硫絕熱或等溫甲烷化反應(yīng)。
[0007]所述多功能催化反應(yīng)是先進(jìn)行多功能催化反應(yīng)后進(jìn)行酸性氣體脫除的生產(chǎn)工藝。
[0008]所述的多功能反應(yīng)器中有機(jī)硫氫解或水解、甲烷化反應(yīng)和變換反應(yīng)同時進(jìn)行反應(yīng)，使用鉬基多功能復(fù)合型催化劑，催化劑的體積空速為2000—1?3000 ―1。
[0009]所述催化劑以鎂鋁尖晶石為載體，催化劑中有效成分:鈷以CoO計為催化劑總重量的0.2?20%，鉬以MoO3計為催化劑總重量的I?30%，其余的成分為活性助劑。
[0010]所述活性助劑為Fe、N1、Ce、K、Na、La、Zr、Mg的氧化物的一種或多種，或其硝酸鹽的一種或多種，或其碳酸鹽的一種或多種，或其硫酸鹽的一種或多種。
[0011]其制備方法，包括如下步驟:(I)將擬薄水鋁石、三水鋁石、氫氧化鋁、氧化鋁、鋁鹽中的一種或多種和MgCO3、氧化鎂、氫氧化鎂、鎂鹽中的一種或多種以8:1的比例混合；
(2)加入水進(jìn)行充分混合，干燥、焙燒制得鎂鋁尖晶母料；(3)將鎂鋁尖晶母料進(jìn)行蒸氣養(yǎng)護(hù)或淬水處理烘干或烘干焙燒制得鎂鋁尖晶石；(4)將鎂鋁尖晶石、活性助劑及含有活性組分為鈷和鉬的混合物混捏成型，然后干燥或焙燒制得催化劑。
[0012]步驟(2)中，所述的干燥溫度為80?200°C，干燥時間為4?12小時；所述的焙燒溫度為400?650°C，焙燒時間為2?8小時。
[0013]至少包括I級多功能催化反應(yīng)；反應(yīng)床層溫度為500_750°C，出口 CO的體積含量為彡10%，甲烷體積含量彡18% ;有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率大于90% ；H2/C0為3.0-3.2。
[0014]原料氣脫硫的方法為選擇性氧化脫除硫化氫的干法脫硫方法，脫硫后原料氣中的硫化氫含量小于0.1PPm。
[0015]原料氣脫碳的方法為變壓吸附脫除C02的脫碳方法，脫碳后原料氣中的CO2含量小于0.5%。
[0016]脫除硫化氫后的氣體直接進(jìn)入非耐硫甲烷化進(jìn)一步甲烷化生產(chǎn)甲烷的方法，非耐硫甲烷化反應(yīng)采用2級絕熱或者等溫甲烷化反應(yīng)，從非耐硫甲烷化反應(yīng)器出口的氣體中CO含量小于0.1%，(:02含量小于0.5 %，CH 4大于97 %。
[0017]所述的原料氣中CO的干基體積含量為15-30%，最好是15-20%。原料氣以魯奇和焦?fàn)t混合氣為原料，或者僅以焦?fàn)t氣為原料。
[0018]所述的反應(yīng)壓力為1.0-6.0MPa,最好是2.5 — 3.0MPa0
[0019]具體方案如下:該工藝至少包括I級多功能催化反應(yīng)，CO的干基體積含量為15-20%的魯奇和焦?fàn)t氣首先進(jìn)入脫毒槽脫除粉塵等雜質(zhì)后被加熱至300-500°C、進(jìn)入多功能反應(yīng)器進(jìn)行催化反應(yīng)，床層溫度為500-750°C，反應(yīng)壓力為3.0-4.0MPa出口 CO的體積含量為彡10%;甲烷體積含量彡18%;有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率大于90%;H2/C0為3.0-3.2 ;從多功能反應(yīng)器中出來的氣體經(jīng)廢鍋回收高壓蒸汽后，再與入口的氣體換熱后調(diào)整溫度至240度，進(jìn)入選擇性氧化和高溫氧化鋅反應(yīng)器，干法脫除硫化氫，使原料氣中硫化氫含量小于0.1PPm ;脫硫后的氣體進(jìn)入變壓吸附裝置脫除0)2后，升溫到大約280°C進(jìn)入非耐硫甲烷化反應(yīng)器，進(jìn)行絕熱或者等溫甲烷化反應(yīng)，進(jìn)一步進(jìn)行CO的甲烷化反應(yīng)，從非耐硫甲烷化反應(yīng)器出口的氣體中CO含量小于0.1%, 0)2含量小于0.5%，014含量大于97%，然后送天然氣管道；或者進(jìn)入分子篩裝置進(jìn)一步吸收微量CO2等氣體送低溫冷箱，制成液化天然氣。
[0020]焦?fàn)t氣為原料的具體方案如下:該工藝至少包括I級多功能催化反應(yīng)，CO的干基體積含量為15-20%的焦?fàn)t氣首先進(jìn)入脫毒槽脫除粉塵等雜質(zhì)后被加熱至300-500°C、進(jìn)入多功能反應(yīng)器進(jìn)行催化反應(yīng)，床層溫度為500-750°C，反應(yīng)壓力為3.0-4.0MPa出口 CO的體積含量為< 10% ;甲烷體積含量彡18% ;有機(jī)硫轉(zhuǎn)化率大于90% ;H2/C0為3.0-3.2 ；從多功能反應(yīng)器中出來的氣體經(jīng)廢鍋回收高壓蒸汽后，再與入口的氣體換熱后調(diào)整溫度至240度，進(jìn)入選擇性氧化和高溫氧化鋅反應(yīng)器，干法脫除硫化氫，使原料氣中硫化氫含量小于0.1PPm ;脫硫后的氣體進(jìn)入變壓吸附裝置脫除0)2后，升溫到大約280°C進(jìn)入非耐硫甲烷化反應(yīng)器，進(jìn)行絕熱或者等溫甲烷化反應(yīng)，進(jìn)一步進(jìn)行CO的甲烷化反應(yīng)，從非耐硫甲烷化反應(yīng)器出口的氣體中CO含量小于0.1%，0)2含量小于0.5 %，CH 4含量大于97 %，然后送天然氣管道；或者進(jìn)入分子篩裝置進(jìn)一步吸收微量CO2等氣體送低溫冷箱，制成液化天然氣。
[0021]與傳統(tǒng)生產(chǎn)濕法天然氣工藝相比，本發(fā)明突出的優(yōu)點(diǎn)是采用了全干法的生產(chǎn)工藝，具有以下技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢:
[0022](I)流程簡單，設(shè)備和操作費(fèi)低。
[0023]目前合成天然氣的工藝多為非耐硫甲烷化工藝，該工藝使用Ni催化劑作為甲烷化催化劑，由于Ni催化劑對硫含量的要求，一般將凈化后氣體中的H2S降到小于0.1XlO-6,而焦?fàn)t氣中含有焦油、酚奈等高級不飽和烴類，氣體中雜質(zhì)含量高，裝置的設(shè)計要考慮除焦、有機(jī)硫水解等多種技術(shù)要求，脫硫過程復(fù)雜并且操作費(fèi)用高。
[0024](2)本發(fā)明使用多功能催化劑，該催化劑除具有甲烷化反應(yīng)的功能外，同時具有良好的高分子烴的氫解功能，甲烷化反應(yīng)和有機(jī)硫氫解等反應(yīng)能同時進(jìn)行，因此工藝流程簡單，設(shè)備投資和操作費(fèi)用顯著降低。
[0025](3)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝都是采用先脫硫后合成的工藝，采用濕法脫硫溫度要降低到負(fù)40°C -負(fù)50°C，然后再升溫至300°C以上進(jìn)行甲烷化合成。本工藝采用選擇性氧化和高溫氧化鋅反應(yīng)干法脫硫，非耐硫甲烷化反應(yīng)的甲烷化生產(chǎn)工藝，溫度都大于200°C，避免了酸性氣體脫除工段先降溫后升溫的流程“冷熱”病，能量利用合理，節(jié)能效果顯著。
[0026](4)減少了酸性氣體脫除工段的設(shè)備投資和費(fèi)用。
[0027]甲烷化反應(yīng)為體積縮小反應(yīng)(CO+3H2— CH4+H20)，本發(fā)明為先甲烷化反應(yīng)后進(jìn)行酸性氣體脫除的工藝，因此與非耐硫甲烷化工藝相比，本發(fā)明送酸性氣體脫除的氣量降低15%，由此降低了酸性氣體脫除設(shè)備投資和費(fèi)用。
[0028]本發(fā)明與傳統(tǒng)生產(chǎn)液化天然氣工藝相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是采用了全干法的生產(chǎn)工藝，充分利用了生產(chǎn)過程的熱能，避免了流程冷熱病，具有流程簡單，能耗低，設(shè)備投資和操作費(fèi)用和成產(chǎn)成本顯著降低等優(yōu)點(diǎn)，項目實(shí)施后將進(jìn)一步降低天然氣的生產(chǎn)成本，為我國的煤制氣行業(yè)和焦?fàn)t氣的利用開辟一條更加節(jié)能的新生產(chǎn)途徑。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，所述的實(shí)施例是為了進(jìn)一步描述本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。
[0031]實(shí)施例1
[0032]第一級耐硫-甲烷化:CO干基含量為20%的焦?fàn)t氣和魯奇混合氣，首先進(jìn)入脫毒槽脫除粉塵等雜質(zhì)后，與第一級甲烷化反應(yīng)后的氣體換熱到450°C