[發(fā)明專利]一種煤氣化合成氣制天然氣工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210029443.4
• 申請(qǐng)日: 2012-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN103242920A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹東;王勝;李德伏;林樂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所
• 主分類號(hào): C10L3/08
• 分類號(hào): C10L3/08
• 代理公司: 沈陽晨創(chuàng)科技專利代理有限責(zé)任公司 21001
• 代理人: 張晨

1.一種煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：將煤氣化制得的粗煤氣進(jìn)行凈化處理，然后通過水汽變換調(diào)整合成氣中H₂/3CO在0.8～2.0范圍內(nèi)，經(jīng)過水汽變換調(diào)整H₂/3CO的合成氣，進(jìn)入合成氣甲烷化單元，通過多段循環(huán)固定床絕熱甲烷化工藝或內(nèi)換熱等溫床甲烷化工藝，原料氣中的氫氣和CO、部分CO₂發(fā)生甲烷化反應(yīng)生成產(chǎn)品氣CH₄和H₂O，經(jīng)過甲烷化后的產(chǎn)品氣，進(jìn)入CO₂捕獲單元，制得甲烷濃度在95％以上，滿足管輸天然氣標(biāo)準(zhǔn)的合成天然氣。

2.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述凈化處理過程是通過物理或化學(xué)方法全部或部分脫除合成氣中的含硫物質(zhì)、NH₃、顆粒、焦油雜質(zhì)。

3.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的水汽變換可以通過如下方式之一完成：

先脫硫再進(jìn)行低溫變換工藝、先脫硫再進(jìn)行中高溫變換工藝、耐硫變換工藝、在甲烷化過程發(fā)生水汽變換反應(yīng)。

4.按照權(quán)利要求3所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的變換工藝中采用如下變換催化劑中的一種或幾種組合：

Cu-Zn系變換催化劑、Fe-Cr系變換催化劑、Co-Mo系耐硫變換催化劑。

5.按照權(quán)利要求3所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的在甲烷化過程中發(fā)生水汽變換的反應(yīng)發(fā)生在混裝有變換催化劑的甲烷化反應(yīng)器內(nèi)或具有變換功能的甲烷化催化劑上。

6.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的經(jīng)過水汽變換的合成氣中H₂/3CO在0.9-1.8范圍內(nèi)。

7.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的多段或多級(jí)循環(huán)固定床絕熱甲烷化工藝中，甲烷化反應(yīng)器至少三段或多級(jí)。

8.按照權(quán)利要求7所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的多段或多級(jí)循環(huán)固定床絕熱甲烷化工藝中，甲烷化反應(yīng)器四段或多級(jí)。

9.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的多段或多級(jí)循環(huán)固定床絕熱甲烷化工藝中的循環(huán)氣體源自任何段甲烷化反應(yīng)器出口氣體或者源自經(jīng)過分水的甲烷化單元出口產(chǎn)品氣。

10.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的多段或多級(jí)循環(huán)固定床絕熱甲烷化工藝中，各段或各級(jí)甲烷化反應(yīng)器入口氣體為以下氣體中的一種：新鮮原料氣、新鮮原料氣和從任何一級(jí)反應(yīng)器出口氣體循環(huán)回來的循環(huán)氣體的混合氣體、上一段甲烷化反應(yīng)器出口氣體。

11.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的內(nèi)換熱等溫床甲烷化工藝中，甲烷化反應(yīng)器至少兩段或兩級(jí)。

12.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述多段循環(huán)固定床絕熱甲烷化工藝和內(nèi)換熱等溫床甲烷化工藝中的反應(yīng)器內(nèi)填充異型Ni基甲烷化催化劑。

13.按照權(quán)利要求12所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的異型Ni基甲烷化催化劑形狀為球狀、柱狀、七孔、苜蓿葉中的一種。

14.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的CO₂捕集工藝，采用物理或化學(xué)分離富集方法實(shí)現(xiàn)CO₂回收。

15.按照權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝，其特征在于：所述的合成氣甲烷化產(chǎn)品氣中甲烷的濃度在95％以上，CO、H₂低于1ppm。

16.權(quán)利要求1所述煤氣化合成氣制天然氣工藝可以用于生物質(zhì)制合成氣以及其他含H₂、CO、CO₂氣體制天然氣過程。