甲烷是结构最简单的碳氢化合物。广泛存在于天然气、沼气、煤矿坑井气之中,是优质气体燃料,也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。
目前,生产甲烷主要采用二级精馏法、吸附-膨胀脱附法和吸附-间歇精馏法。二级精馏法采用的为外部制冷技术,其制取高纯甲烷产品纯度可达99 .99%,由于工艺过程中可利用提氦装置的剩余冷量,甲烷为副产品,成本低,但需要依托大型空分系统;吸附-膨胀脱附法,通过多塔的高压吸附,低压脱附 ,实现纯化甲烷的目的,此法设备简单,操作、维护简便,但收率低,流程长,需要配套设备多,占地面积大。并且此方法需定期更换吸附剂,因此成本较高;吸附-间歇精馏法,此种方法是先通过吸附法脱去H2O、CO2、C2等杂质,然后通过间歇精馏,制得液相甲烷产品。此法产品纯度可达99 .995%,甚至可提高到99 .999%,但其操作复杂,工艺流程长,且需定期更换吸附剂。
为克服现有甲烷生产技术的不足,项目创新优化了蒸馏塔结构设计。采用上(T1)下(T2)塔叠加式耦合设置,设备集成度高且占地面积小,大幅减少了系统流体阻力,保证了物料高效输送;开发了双级耦合精馏和热泵精馏组合工艺。采用LNG为原料并作为制冷剂,避免了液氮等介质使用,通过在塔顶冷凝器的蒸发过程回收原料冷量,同时满足T1精馏塔进料条件,经热泵精馏,大幅降低了生产能耗,有利于低碳环保;形成了超高纯甲烷LNG热泵精馏生产系统,通过工艺及装备集成创新,实现了超高纯甲烷连续精馏生产,降低了生产成本,保证了产品质量。
项目具有自主知识产权,已获多项国家授权发明专利。项目产品已通过西安国联质量检测技术股份有限公司试验测试,甲烷纯度99.9998%,并已被河南鑫盛源化工有限公司、河南源正特种气体有限公司、重庆凯益特种气体有限公司等单位采用,反映良好,应用前景广阔。
项目咨询:王艳欣13371759156
1.闫红伟 2.崔增涛 3.张亚清 4.银延蛟 5.郭俊磊 6.郑梦杰 7.吕书山 8.李莎莎 9.毛玉凤 10.闫 云
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评价单位: |
中国民营科技促进会 |
报告编号: |
202201003020 |
评价日期: |
2022-06-16 |
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组织单位: |
中国民营科技促进会科技成果转化办公室 |
项目负责: |
雷智旺、王艳欣 |
成果管理: |
13681439210 |
1.提供的资料齐全,符合评价要求。
2.项目主要创新点及特点如下:
(1)优化了蒸馏塔结构设计。采用上(T1)下(T2)塔叠加式耦合设置,设备集成度高且占地面积小,大幅减少了系统流体阻力,保证了物料高效输送。
(2)开发了双级耦合精馏和热泵精馏组合工艺。采用LNG为原料并作为制冷剂,避免了液氮等介质使用,通过在塔顶冷凝器的蒸发过程回收原料冷量,同时满足T1精馏塔进料条件,经热泵精馏,大幅降低了生产能耗,有利于低碳环保。
(3)形成了超高纯甲烷LNG热泵精馏生产系统,通过工艺及装备集成创新,实现了超高纯甲烷连续精馏生产,降低了生产成本,保证了产品质量。
3.项目产品已通过西安国联质量检测技术股份有限公司试验测试,甲烷纯度99.9998%。
4.项目产品已被河南鑫盛源化工有限公司、河南源正特种气体有限公司、重庆凯益特种气体有限公司等单位采用,反映良好。
5.项目具有自主知识产权,已获多项国家授权发明专利。
评价委员会认为:项目双级耦合精馏和热泵精馏组合工艺达到国际先进水平,同意通过科技成果评价。建议加大推广力度,满足市场需求。
姓名 |
工作单位 |
职称 |
从事专业 |
孙家跃 |
中国化工学会 |
正高 | 精细化工 |
彭应登 |
国家城市环境污染控制工程技术研究中心 |
正高 | 环境工程 |
丁天怀 |
清华大学 |
正高 | 机电一体化 |
孙桂大 |
北京石油化工学院 |
正高 | 工业催化 |
辛 升 |
国家节能中心 |
正高 | 节能 |
聂军刚 |
机械科学研究总院 |
正高 | 重大装备 |
周 迎 |
科技部火炬中心 |
正高 | 科技管理 |