[发明专利]一种甲醇转化为天然气的方法及其装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及燃气技术领域，具体的说，本发明涉及一种将甲醇转化为天然气的方法及其装置。

【背景技术】

天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热值高、洁净等优势。

然而，天然气的输送需要铺设对应的输送管路，且该输送管路的气密性要求相对较高，在输送过程中容易造成泄漏等问题，同时，综合各种因素考虑，天然气输送难度大，(特别是液化天然气)输送成本较高。此外，天然气的产能相对较低，而国内的对甲醇的产能过剩，怎样将甲醇转化为天然气是一个亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种将甲醇转化为天然气的方法及其装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种甲醇转化为天然气的方法，它包括以下步骤：

S1、以甲醇为主原料，乙醇为添加剂，将两者进行均匀混合作为混合反应原料；

S2、将甲醇与乙醇的混合反应原料进行加热汽化；

S3、将汽化后的混合气体通入至盛装有以复合酸作为催化剂的反应器，在温度≥180℃，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.8h^-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的混合燃气。

下面对上述技术方案进一步阐述：

所述复合酸催化剂为甲醇脱水催化剂、乙醇脱水催化剂、二甲醚脱水催化剂及乙烯叠合催化剂混合形成。

所述步骤S3之后还包括步骤：将混合燃气通入冷却器冷却，冷却后的混合燃气经气液分离器分离形成气相及液相。

所述步骤S2中的加热温度为≥180℃。

所述步骤S3中，在向反应器中通入混合气体的同时搅拌反应器中的复合酸催化剂，以使混合气体与复合酸催化剂充分接触。

本发明还提供了一种甲醇转化天然气的装置，它包括一用于输送甲醇与乙醇混合反应原料的计量泵，一用于将所述混合反应原料进行汽化的汽化器、一盛装有以复合酸作为催化剂的反应器、一对反应生成产物进行冷却的冷却器及一用于对生产产物进行气液分离的气液分离器，其中，所述计量泵的输出口与所述汽化器的输入口连接，所述反应器的输入口与所述汽化器的输出口连接，所述冷却器的输入口与反应器的输出口连接，所述气液分离器的输入口与所述冷却器的输出连接。

本发明的有益效果在于：本发明以甲醇为主原料，以乙醇为添加剂，以复合酸作为催化剂，在温度≥180℃，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.8h^-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的高热值混合燃气，本发明的装置可直接配置在工厂中，将甲醇转化成天然气供给工厂，不再需要铺设专用输送管路输送天然气，降低了大量的成本，且其燃料费用低于市场天然气。此外本装置可作为分布或能源工作站并入城市管道作为天然气调峰。

【附图说明】

图1为本发明装置的结构示意图；

图中：计量泵1；汽化器2；反应器3；第一冷却器4；气液分离器5；第二冷却器6；第一储气罐7；冷冻干燥器8；第二储气罐9；低压阀10；催化剂11。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种甲醇转化为天然气的方法，它包括以下步骤：

S1、以甲醇为主原料，乙醇为添加剂，将两者在容器中进行均匀混合作为混合反应原料；

S2、将甲醇与乙醇的混合反应原料加热至180℃以上进行汽化；

S3、将汽化后的混合气体通入至盛装有以复合酸作为催化剂的反应器3，在温度≥180℃，压力≥0.15Mpa，空速为0.6-0.8h^-1条件下，转化为以甲烷、乙烷及乙烯为主要产物的混合燃气。较佳的，所述复合酸催化剂为甲醇脱水催化剂、乙醇脱水催化剂、二甲醚脱水催化剂及乙烯叠合催化剂混合形成，在向反应器3中通入混合气体的同时搅拌反应器3中的复合酸催化剂11，以使混合气体与复合酸催化剂11充分接触。

S4、将混合燃气通入冷却器冷却，冷却后的混合燃气经气液分离器5分离形成气相及液相，液相由出液口排出，气相由出气口输出。