[发明专利]含甲烷合成气生产甲醇联产甲烷工艺

说明书

技术领域

本发明涉及含甲烷合成气生产甲醇、甲烷的新工艺，特别涉及利用合成甲醇 弛放气中残余的有效成份合成甲烷的方法。

背景技术

目前合成气生产甲醇的工艺，根据原料来源主要有四种：煤气化、天然气、 焦炉煤气、油品。工业上合成甲醇工艺流程主要有高压法和中、低压法。无论采 用何种工艺，大致可以分为以下几个工序，见附图1。

在合成气直接生产甲醇的过程中，存在以下劣势：

1、氢碳比为2.05～2.1/1，CO₂含量为1～3％，这就要求变换和脱碳工段工 艺条件苛刻；

2、原料气富含的CH₄作为惰性气体被弛放，造成了能源浪费和经济损失；

3、没有完全反应的合成气被燃烧掉或被弛放，降低了原料气的利用率。

甲烷化技术最早应用在合成氨工艺中以除去原料气中的CO和CO₂，四十 年代，国外就十分重视甲烷化制取合格的天然气和城市煤气技术的研究，通过部 分或者全部甲烷化使煤气中大部分CO与H₂反应转化为高热值的甲烷，从而生 成SNG(替代天然气)，可以降低合成气中CO的含量，进而降低其毒性，并提 高气体的热值。甲烷化工艺分为不耐硫和耐硫工艺，其基本工艺流程见附图2。

在合成气直接生产甲烷的过程中，存在以下劣势：

1、甲烷化反应是强放热反应，高CO含量的合成气进行甲烷化反应放出的 热量回收效率的问题到目前还是个没有完全攻克的难题；

2、由合成气直接生产甲烷的反应中，会生成大量的水，原料H₂的利用率就 降低了，这样就增大了对变换工段的要求。

发明内容

目前，由含CH₄的合成气直接生产甲醇、合成气直接生产甲烷的工艺已经 很成熟，但是它们都存在没有充分利用资源，造成一定经济损失，成本高、工艺 条件苛刻等问题。

若把这两种工艺结合起来，利用含甲烷合成气生产甲醇，然后再利用合成甲 醇弛放气中残余的有效成分H₂、CO、CO₂合成甲烷。可以增加原料气的利用率， 并与原料气体中含的甲烷一同回收，可作为生产清洁能源CNG(压缩天然气)、 LNG(液化天然气)的原料。

目前此工艺在国内外还未见报道，甲醇和甲烷两种产品的比例可以根据合成 气的成份和市场需求或产品价格进行调控，调控方法可用调节氢碳比的方法使合 成气适合于生产甲醇或甲烷，具有很大的灵活性。

原料合成气来源于煤气化、天然气、焦炉煤气或油品。由于石油和天然气资 源日益紧缺，所以煤基合成气成为关注的焦点，气化方式可以是传统煤气化、地 下煤气化、催化气化、焦炉气、德士古气化等，各组分含量范围：

对于合成甲醇的弛放气只要H₂/CO比适宜就可以合成符合要求的产品甲烷， 这样就对变换工段的要求不高。

若以甲烷为主要目的产物，因为CO₂也可以进行甲烷化反应，所以对脱碳 工段的要求不高，CO₂的含量范围可以扩大到1～20％，只要H₂/CO₂比适宜就可 以合成符合要求的产品甲烷。

采用该工艺技术路线，既可以提高经济效益，又能够减少排放，实现节能减 排，具有很强的竞争优势。

本发明的目的是提供一种含甲烷合成气生产甲醇联产甲烷的新工艺。

本发明工艺流程的叙述如下：