利用煤層氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法技術

本發明專利技術的目的是提供一種利用煤層氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，尤其是利用低濃度的煤層氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，其特征是利用低含量要求的濃縮甲烷氣生產氫氰酸及其衍生物的環保清潔工藝方法；煤層氣通過變壓吸附等分離手段，得到相對濃縮的甲烷氣用于生產氫氰酸衍生物，這種濃縮甲烷氣濃度要求相對較低，可以殘留有較大成分比例的氮和氧等成分；這種濃縮甲烷氣通過氨氧化合成氫氰酸混合氣體，與氫氧化鈉水溶液反應得到氰化鈉用于合成下游氫氰酸衍生物、與甲醛及其它醛類合成羥基乙腈及其它衍生物用于合成下游氫氰酸衍生物、用水或其它溶劑吸收并提純得到高純液體氫氰酸用于合成下游氫氰酸衍生物。

【技術實現步驟摘要】

一種涉及生產氫氰酸衍生物的方法，是指，尤其是利用低甲烷含量的煤層氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；充分考慮到原煤開采前或開采過程中釋放含有甲烷氣的煤層氣的回收和資源化綜合利用與生產氫氰酸衍生物工藝過程的環保性，屬資源綜合利用的環保清潔生產方法。
技術介紹
煤層氣俗稱“煤礦瓦斯”，其主要成分是CH4 (甲烷)，與煤炭伴生，以吸附狀態儲存于煤層內的非常規天然氣，熱值是通用煤的2-5倍。I立方米純煤層氣的熱值相當于I. 13kg汽油、I. 21kg標準煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業、化工、發電和居民生活燃料。煤層氣空氣濃度達到 5%-16%時，遇明火就會爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應約為二氧化碳的21倍，對生態環境破壞性極強。在采煤之前如果先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%到85%。煤層氣的開發利用具有一舉多得的功效提高瓦斯事故防范水平，具有安全效應；有效減排溫室氣體，產生良好的環保效應；作為一種高效、潔凈能源，具有產生商業化經濟效益的潛在空間。我國煤層氣資源豐富。據煤層氣資源評價，我國埋深2000m以淺煤層氣地質資源量約36萬億立方米，主要分布在華北和西北地區。其中，華北地區、西北地區、南方地區和東北地區賦存的煤層氣地質資源量分別占全國煤層氣地質資源總量的56. 3%,28. 1%、14. 3%、1· 3%。IOOOm以淺、1000 1500m和1500 2000m的煤層氣地質資源量，分別占全國煤層氣資源地質總量的38. 8%,28. 8%和32. 4%。全國大于5000億立方米的含煤層氣盆地(群)共有14個，其中含氣量在5000 10000億立方米之間的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地，含氣量大于10000億立方米的有鄂爾多斯盆地東緣、泌水盆地、準噶爾盆地、滇東黔西盆地群、二連盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉爾盆地。2006年，中國將煤層氣開發列入了 “十一五”能源發展規劃，并制定了具體的實施措施，煤層氣產業化發展迎來了利好的發展契機。2007年以來，政府又相繼出臺了打破專營權、稅收優惠、財政補貼等多項扶持政策，鼓勵煤層氣的開發利用，我國煤層氣產業發展迅速，產業化雛形漸顯。2007年，全國瓦斯抽采47. 35億立方米，利用14. 46億立方米。其中井下煤礦瓦斯抽采量44億立方米，完成規劃目標的127%。形成地面煤層氣產能10億立方米，是2006年的2倍。地面煤層氣產量3. 3億立方米，比2006年增加I倍多。2005 2007年，全國共鉆井約1700 口，占歷年累計鉆井總數的85%。截至2007年底，國內探明煤層氣地質儲量1340億立方米，煤層氣年商業產量不足4億立方米；到2010年，新增煤層氣探明地質儲量3000億立方米；煤層氣(煤礦瓦斯)抽采量100億立方米；建設煤層氣輸氣管道10條，設計總輸氣能力65億立方米；重點建設沁水盆地、鄂爾多斯盆地東源兩大煤層氣產業化基地。我國煤層氣(煤礦瓦斯)利用進展緩慢。目前，煤層氣主要用于民用和工業用燃料、發電、汽車燃料、生產炭黑等。其中，瓦斯發電發展較快，至2005年底，全國瓦斯發電裝機容量約20萬千瓦。目前，我國煤礦企業對于煤層氣(煤礦瓦斯)的利用還處于虧損狀態，重抽采輕利用，礦井平均瓦斯利用率僅在30%左右。主要是因為煤層氣尤其是低濃度煤層氣(煤礦瓦斯)的提濃成本較高，目前用于發電或用于民用和工業用燃料、發電、汽車燃料、生產炭黑等領域是指高濃度的煤層氣(煤礦瓦斯)，而占絕大比例量的大量的低濃度瓦斯只能稀釋后排空。現有技術用于民用和工業用燃料、發電、汽車燃料、生產炭黑等都需要進行較高濃度的提純，提純成本高，煤層氣提純得到的可利用的甲烷氣的綜合成本高于石油天然氣的成本，尤其是低濃度的煤礦瓦斯氣的提純成本比石油天然氣成本高出更多。所以嚴重影響了煤層氣(煤礦瓦斯)的利用。我國能源資源狀況特征是富煤、缺油、少氣。天然氣是清潔能源，天然氣指標受國家嚴格控制，以天然氣為原料的化工項目受到了極大的制約。所以，我們提出利用煤層氣尤其是低濃度的煤層氣來發展天然氣精細化工，用于合成氫氰酸衍生物及其下游產品，實現資源充分綜合利用，開拓煤層氣綜合利用新領域
技術實現思路
·針對煤層氣的開發與應用現狀，我們提出一種，尤其是利用低濃度的煤層氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，既可以很好的實現煤層氣尤其是低濃度的煤層氣的綜合利用，又可以為發展天然氣精細化工開辟一個條新的原料途徑，實現了資源充分利用循環經濟模式的環保清潔工藝生產。本專利技術的目的是提供一種，尤其是利用低濃度的煤層氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，充分考慮到原煤開采前或開采過程中收集到的含有甲烷氣的煤層氣的回收和資源化綜合利用與生產氫氰酸衍生物工藝過程的環保性；其特征是提供一種利用煤層氣尤其是低濃度的煤層氣通過變壓吸附等分離手段獲得相對濃縮的、品質要求相對較低的甲烷氣，并利用這種品質要求相對較低的甲烷氣作為原料生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；將煤層氣包括低濃度的煤層氣通過變壓吸附等分離手段實現煤層氣中甲烷氣與氮氣、氧氣、氫氣等的分離，非常方便地得到品質要求相對較低的甲烷氣；這種濃縮甲烷氣作為生產氫氰酸衍生物的原料，可以殘留有較大成分比例的氮和氧等成分；這種品質要求相對較低的甲烷氣體直接用于本專利技術提出的應用領域，本專利技術提出采用甲烷氨氧化方法合成氫氰酸氣體混合物，是將品質要求相對較低的甲烷氣、原料氨、原料空氣或氧氣等按照氨氧化合成氫氰酸反應混合氣的成分要求配比，采用自控控制調配和在線檢測手段來保證氨氧化合成氫氰酸反應的反應混合氣的穩定性，實現品質要求相對較低的甲烷氣作為原料通過氨氧化合成氫氰酸得到氫氰酸氣體混合物；氫氰酸氣體混合物與氫氧化鈉水溶液吸收反應得到氰化鈉用于合成下游氫氰酸衍生物、氫氰酸氣體混合物脫氨后與甲醛及其它醛類合成羥基乙腈及其它氫氰酸衍生物用于合成下游氫氰酸衍生物、氫氰酸氣體混合物通過脫氨后用水或其它溶劑吸收并提純得到高純液體氫氰酸用于合成下游氫氰酸衍生物。本專利技術提供的，其具體實施步驟如下第一步所有品質的煤層氣、尤其是指低甲烷濃度的煤層氣，其甲烷濃度為任意濃度，通過變壓吸附等裝置獲取相對濃縮的本專利提出的可直接用于氨氧化合成氫氰酸及其氫氰酸下游衍生物的甲烷氣。煤層氣中主要含有氮氣、氧氣、甲烷、氫、二氧化碳、惰性氣體等氣體，通過變壓吸附裝置及其它分離設備分離分別得到氫氣、氮氣、甲烷氣和尾氣；氫氣、氮氣利用合成氨，尾氣綜合利用；甲烷氣直接用于氨氧化合成氫氰酸后再合成氫氰酸下游衍生物。我們所需要的直接用于氨氧化合成氫氰酸衍生物及其下游衍生物的相對濃縮的甲烷氣體的質量要求非常寬松，甲烷氣中可以含有相當量的氫氣、氮氣和氧氣及其它氣體；其中甲燒含量要求為彡15.113% (體積)、氫氣含量要求為<4. 521% (體積)、氮氣含量要求為66. 726% (體積)、氧氣含量要求為彡17. 713% (體積)、其它組份含量要求為(10. 018% (體積)。這種甲烷氣的濃縮要求低下，節約濃縮成本80%或以上，采用這種低濃縮要求的甲烷氣為原料生產氫氰酸衍生物為煤層氣的綜合利用開本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用煤層氣生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法，其特征是提供一種利用煤層氣尤其是低濃度的煤層氣通過變壓吸附等分離手段獲得相對濃縮的、品質要求相對較低的甲烷氣，并利用這種品質要求相對較低的甲烷氣作為原料生產氫氰酸衍生物的環保清潔工藝方法；將煤層氣包括低濃度的煤層氣通過變壓吸附等分離手段實現煤層氣中甲烷氣與氮氣、氧氣、氫氣等的分離，非常方便地得到品質要求相對較低的甲烷氣；這種濃縮甲烷氣作為生產氫氰酸衍生物的原料，可以殘留有較大比例的氮和氧等成分。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李寬義，曾雯娟，龍智，許晨，李俊，白先麗，
申請(專利權)人：李寬義，
類型：發明
國別省市：