[發明專利]一種利用煤基合成氣制備代用天然氣的方法

無效

• 申請號: 201110279299.5
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102344841A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 孟建;魏士新;蔡進;蔡成偉;張杰;檀結東;陳長新;吳學其;吳琳;朱艷芳;趙華
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;南化集團研究院
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明屬于能源化工領域，涉及利用煤基合成氣制備代用天然氣的方法。

背景技術

隨著世界經濟迅速發展，人口急劇增加，能源消費不斷增長，溫室氣體和各種有害物質排放激增，人類生存環境受到極大挑戰。在這種形勢下，清潔的、熱值高的天然氣能源正日益受到重視，發展天然氣工業成為世界各國改善環境和促進經濟可持續發展的最佳選擇。

目前，天然氣在世界一次能源中所占比例為24.3%。由于我國天然氣資源及開發量的不足，天然氣在一次能源中所占比例僅為4％左右，遠低于世界平均水平。近幾年，隨著“陜氣進京”、“西氣東輸”等國家級燃氣輸送工程的相繼建成和投入使用，天然氣的需求量呈爆發式增長。據預測，2015年，中國天然氣的需求量將達到1700-2100億Nm³，而同期的天然氣產量只能達到1400億Nm³，供需缺口約300-700億Nm³。為了解決我國天然氣的供需矛盾問題，除了立足國內資源并積極利用世界其他國家的天然氣資源外，還需尋求其他替代途徑。

我國煤炭資源相對豐富，通過煤氣化、變換、凈化得到合成氣進行甲烷化反應，可以制取符合管輸要求的代用天然氣（Substitute?Natural?Gas，簡稱SNG）。開發煤制SNG技術進而建設煤制SNG裝置，對解決煤炭資源的綜合利用問題，緩解中國油氣資源短缺的現狀，維護我國的能源安全，實現CO₂減排、保護環境均具有重要意義。由于我國天然氣供應存在巨大的缺口，煤制SNG項目成了繼煤制油之后的煤化工領域新的投資熱點。目前國內在建和已規劃的煤制SNG項目已達14個，規劃產能達250億Nm³/a。其中，已有4個項目獲得了國家發改委的正式批準并啟動建設，合計產能151億Nm³/a。

目前國內多采用焦爐氣甲烷化來生產SNG，該方法應用范圍比較窄，生產能力較小，不適宜大規模提供天然氣。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用煤基合成氣制備代用天然氣的方法。

利用本發明方法可制得熱值較高、雜質含量低的代用天然氣。

先將煤基合成氣通過脫硫、變換后，進行兩級甲烷化反應，使煤基合成氣中的氫氣與一氧化碳和二氧化碳反應生成甲烷，再經過冷凝分離，得到含甲烷體積百分數94%以上的天然氣，其中，所述催化劑選用鎳系催化劑。

一般地，上述甲烷化反應所用的催化劑優選以擬薄水鋁石、氧化鋁、氧化鎂、鎂鋁尖晶石中的一種或幾種為載體的鎳催化體系。

上述進行甲烷化反應的反應器均為絕熱反應器。

上述所述的第一級甲烷化反應器入口溫度優選為200-350℃，反應器內壓力優選為2.0-5.0MPa。

上述所述的第二級甲烷化反應器氣體的入口溫度優選為300-360℃，壓力比第一級甲烷化反應器的壓力低0.08-0.18MPa。

還可將上述第一級甲烷化反應器出口的混合氣部分返回到該反應器之前的原料氣中，以降低進入該反應器之前的原料氣中CO和CO₂的濃度，使其中CO+CO₂的總濃度控制在12％以下(返回的氣體與入口氣體體積比為0.3-0.6)。

混合氣從第一級甲烷化反應器出來后，經過換熱器將氣體冷卻到第二級甲烷化反應器入口溫度后，再進入與第二級甲烷化反應器反應。

煤基合成氣通過脫水、脫硫、變換后氣體中H₂含量為65-70%?，CO含量為18-22%?,?CH₄含量為8-10%?，以上均為體積百分數。

附圖說明

圖1為本發明方法實施例1-2的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于下述實施例。

實施例1

本實施例利用煤基合成氣制備代用天然氣的方法如下，流程示意圖見圖1：