[發明專利]一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝

在審

• 申請號: 201710686596.9
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107245357A
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 宮萬福;侯寧;葛秀文;呂建寧;閆兵海
• 申請（專利權）人: 惠生工程（中國）有限公司
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08;C10L3/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，粉煤氣化單元制得的合成氣先經CO變換單元調整氫碳比，所得的變換氣再進入凈化脫硫單元脫除含硫組分，生成的脫硫凈化氣接著進入甲烷化單元完成甲烷化反應，制得的粗甲烷氣經脫水深冷分離后制得中壓液體CO₂和粗甲烷產品氣，其中，中壓液體CO₂經增壓、再氣化后返回粉煤氣化單元，粗甲烷產品氣繼續經凈化脫碳單元脫除剩余CO₂氣體，即得到甲烷產品氣。

2.根據權利要求1所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，所述的甲烷化單元由多段絕熱固定床反應器或等溫反應器組成，其內部填充的催化劑包括Ni基甲烷化催化劑，釕基甲烷化催化劑，或Ni基甲烷化催化劑與釕基甲烷化催化劑、CO變換催化劑的組合。

3.根據權利要求2所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，所述的甲烷化單元中甲烷化反應過程中的反應放熱由原料氣、水和/或任一段反應器的出口氣體移出。

4.根據權利要求1所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，所述的粗甲烷氣的脫水滿足：其脫水干燥后含水量小于80ppmv。

5.根據權利要求4所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，所述的脫水方法包括冷卻脫水法、溶劑吸收法、固體吸附法或膜分離法。

6.根據權利要求1所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，所述的深冷分離過程具體為：利用粗甲烷氣中的CO₂的壓力能，通過深度冷卻使粗甲烷氣的溫度低于CO₂氣體的冷凝溫度，使CO₂氣體從粗甲烷氣中冷凝分離出來，再進一步精餾提純制得壓力等級1～3MPa(G)的中壓液體CO₂。

7.根據權利要求6所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，深冷分離的溫度為-5℃～-45℃，其冷量來源包括制冷劑以及凈化脫硫單元和凈化脫碳單元的富余冷量。

8.根據權利要求1或6所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，所述的中壓液體CO₂的增壓過程為：由低溫液體泵將其增壓至5～12MPa(G)。

9.根據權利要求1所述的一種用于粉煤氣化合成氣制天然氣的節能工藝，其特征在于，增壓后的中壓液體CO₂的再氣化的熱量來源包括粉煤氣化單元、CO變換單元、凈化脫硫單元、凈化脫碳單元和甲烷化單元的余熱。