制备代用天然气的方法，其包括：向第一批量甲烷转化器和/或第二批量甲烷转化器和/或后续的批量甲烷转化器提供原料气；在适合的催化剂存在下使所述原料气进行甲烷化作用；从所述第一批量甲烷转化器去除至少部分反应的流，并且将其供给至使其进一步进行甲烷化作用的所述第二批量甲烷转化器和/或后续的批量甲烷转化器；使产物流从最终的批量甲烷转化器转移至使其进一步进行甲烷化作用的修整甲烷转化器列；去除所述第一批量甲烷转化器、第二批量甲烷转化器或后续的批量甲烷转化器下游的再循环流，并以任何顺序使其经过压缩机、使其进行冷却并且随后供给至修整甲烷转化器和/或再循环甲烷转化器以进一步进行甲烷化作用，然后再循环至所述第一甲烷转化器和/或第二甲烷转化器和/或后续的甲烷转化器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于从例如通过部分氧化诸如油或煤的炭质燃料而制备的合成气制备适于用作代用天然气(SNG)的燃料气的方法。 已知多种用于制备SNG的方法。一个这样的方法在US 4016189中描述。其中，在单个高温批量甲烷转化器中处理原料气，然后在单个低温修整甲烷转化器中处理。在该方法中，将所有的新鲜原料供给至批量甲烷转化器，其中大部分的氧化碳被甲烷化为甲烷。因为反应是高度放热的，所以需要热质量以将整个批量甲烷转化器的温度上升限制在可接受的水平。将该热质量以再循环气体的形式供给，再循环气体从批量甲烷转化器下游但先于修整甲烷转化器之前采集。在供给批量甲烷转化器上游之前，将再循环流压缩。在US 4016189中描述的单级修整甲烷化作用足以制备具有甲烷含量为60%的低发热气体。这在现有SNG产品规格的所需甲烷水平之下。通常，应了解批量甲烷转化器(bulk methanator)是接受部分或全部一氧化碳富集原料一即供给设备的新鲜原料一的甲烧转化器。修整甲烧转化器(trim methanator)是不接受任何新鲜一氧化碳原料并且进行修整甲烷化作用的甲烷转化器，其通常处于比批量甲烷转化器更低的温度下。对于本专利技术的目的，再循环甲烷转化器是包含在再循环回路内且不接受新鲜一氧化碳富集原料的甲烷转化器。可替代的方法在US 4205961中建议。该方法在于通过降低设备的操作成本来使其最优化。这通过增加批量甲烷转化器数量而实现。具体地，在两个反应器之间分开批量甲烷化作用任务。新鲜原料被供给至第一批量甲烷转化器和第二批量甲烷转化器。将从第一批量甲烷转化器采集的流分开，部分通过压缩机而再循环至第一批量甲烷转化器，其余则转移至第二批量甲烷转化器。使从第二批量甲烷转化器去除的流转移至修整甲烷转化器。在两个批量甲烷转化器之间分开任务实质上意即在第一批量甲烷转化器中进行较少的整个批量任务。因为再循环仅在第一批量甲烷转化器附近，所以再循环流率仅需要足以控制整个该床的温度上升。更低的任务意即存在更低的反应热量，其必须通过再循环气体而去除，这反过来导致更低的再循环流率。从第一批量甲烷转化器转移至第二批量甲烷转化器的气体充当热质量以淬灭第二级批量反应。在US4205961中描述的流程中，约70%的新鲜原料转移至第一批量甲烷转化器，其余则转移至第二批量甲烷转化器。第二批量甲烷转化器具有将再循环流率降低约30%并同时保持相同再循环回路压力降的效果。这在降低再循环压缩机功率需求方面具有益处，但以第二甲烷转化器反应器为代价。通过US4205961描述的方法制备的产物气体未实现SNG规格的现有需求。在US 4133825中描述了各种可替代的方法。与转换部分被包括在甲烷转化器单元上游的其他方法不同，所述方法弓I入在甲烷化催化剂上和甲烷化单元之内使粗制气体转换并进行甲烷化作用的概念。这导致在产物中的过量的二氧化碳，并且由此必须在甲烷化单元下游包括二氧化碳去除单元。在甲烷化单元内进行转换反应需要大量的蒸汽。因此，建议在甲烷转化部分下游包括饱和器以在批量甲烷化作用之前使用蒸汽同时饱和和加热原料流。这不仅提供了在甲烷化作用催化剂上的转化反应的所需蒸汽，而且还防止在催化剂上形成碳。在一个布置(arrangement)中，使用两个批量甲烧转化器,一部分原料转移至第一批量甲烷转化器，并且其余转移至第二批量甲烷转化器。从第一批量甲烷转化器去除的整个流被转移至第二批量甲烷转化器，并且在第二批量甲烷转化器之后采用再循环。在经过压缩器后，使再循环流转移至第一批量甲烷转化器。从第二批量甲烷转化器采集的不用作再循环的流部分被转移至修整甲烷转化器。在另外的方法中，描述了多于两个的甲烷转化器，并且在所有存在的甲烷转化器之间分开粗制原料。然后，在最后的批量甲烷转化器之后采用再循环。在甲烷化单元内进行转换反应抵消了对分开的转换部分的需要。然而，因为经过甲烷化作用单元的流率大得多，并且存在从原料转移至产物而未进行任何反应的大量二氧化碳，所以所需催化剂的量增加，并且还增加了除压缩机之外的所有设备项的尺寸。这是因为二氧化碳提供了大的热质量以从批量系统去除热，由此不需要大的再循环。在US 4298694中还描述了其他可替代方法。在该方法中，将双重催化剂用于通过降低压缩机再循环功率而降低SNG设备的操作成本。这可以通过降低批量甲烷转化器的入 口温度以及相同批量甲烷转化器的出口温度而实现，允许整个床的较大温度上升。这表明更多的反应热能用于增加床温度。这导致吸收整个反应释放的热的所需气体热质量更低，由此导致再循环流率更低。在US 4298694中使用的基于镍的甲烷化作用催化剂在低于约320° C不能稳定操作。因此，为了降低甲烷转化器的入口温度，将包含铜、锌和铬中至少两种的转换催化剂放置在甲烷化作用催化剂之上。这在低温下进行原料气的部分转换。将放热转换反应用于预热甲烷化作用催化剂的原料，并且降低由高温甲烷化作用催化剂进行的转换量。无论是否存在转换催化剂，反应器的总任务相似。然而，其存在使反应器内的温度更低。因此，将转换催化剂负载在甲烷化作用催化剂顶部上，对于降低再循环流率和最终的再循环压缩机功率需求具有巨大影响，因为整个组合催化剂床的可允许的温度上升更闻。尽管在开始运行时，该方法提供了各种优势，但是甲烷化作用催化剂通常在约500° C至约800° C的升高温度下操作，而转换催化剂在约250° C至约350° C的更低温度下操作。因此，在高温下，诸如在操作甲烷化作用催化剂的平衡温度下，转换催化剂可能失活。如果转换催化剂失活，则必须升高入口温度或者更换转换催化剂。由于转化催化剂钝化而导致的入口温度上升抵消了加入转换催化剂的优势，并且当失活时，催化剂更换将需要高代价的设备关机以及转化催化剂更换成本。在US2009/0247653中还讨论了其他方法。其建议通过更低的温度和降低的含水量来促进甲烷化作用。具有两个批量甲烷转化器的建议布置用于降低第二批量甲烷转化器出口的气体流的温度，从而浓缩出流中的一部分水。然后，在被压缩并再循环回第一批量甲烷转化器入口的再循环流与修整甲烷转化器部分的流之间分开部分干燥的气体流。建议的是该方法的优势在于降低实现所需产物规格所需要的修整甲烷转化器的数量，因为修整甲烷转化器的数量的降低将必然降低设备资金成本。由于更低的再循环压缩机入口温度和由更低水含量导致的更低的再循环速率，所以还存在少量的节省功率的需求。然而，为了防止碳沉积在批量甲烷化作用部分的催化剂上，在排出批量甲烷转化器的流中需要最小的含水量。降低再循环压缩器内的温度降低了再循环流中的含水量，由此排出批量甲烷转化器的气体组分在碳形成区域中。为了防止碳沉积在催化剂上，将蒸汽加入批量甲烷转化器上游的再循环流。所需要的大量的蒸汽添加影响来自设备的蒸汽输出，这对其经济性具有实质的影响。此外，降低离开批量甲烷转化器单元的蒸汽温度从而仅浓缩出水以随后预热流并添加水，这在热力学上是低效的。其他建议还在US 2009/02 64542中提出。其方法的目的是通过降低再循环压缩机所需功率来提供更经济有效的方法。这通过将氧化碳富集原料分至一系列批量甲烷转化器并将来自第一批量甲烷转化器出口的产物气体再循环回第一甲烷转化器入口而实现。增加批量甲烷转化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·亨利·唐纳德·伊斯特兰德，乔纳森·杰弗里·加文，大卫·安德鲁·沃克，
申请(专利权)人：戴维加工技术有限公司，
类型：
国别省市：
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