[發明專利]一種低階煤分質利用的LNG制備工藝

在審

• 申請號: 201911175046.6
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110938481A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 張宏偉;呂彬峰;金飛偉;馬倩;李佳春;潘建波
• 申請（專利權）人: 浙江天祿環境科技有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;C10L3/08
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

本發明公開一種低階煤分質利用的LNG制備工藝，通過利用低階煤中的揮發分和煤質，從而獲得LNG合成原料所需的CO和H₂，來制備LNG，LNG中的雜質少，質量高，充分有效地利用了低階煤中的揮發分，而且制造LNG原料豐富，成本較低，大大節省了生產成本，而且還富產高價值的提質煤和煤焦油，符合國家煤炭綜合利用方向，并且通過甲烷合成工藝和液化工藝工藝耦合，甲烷合成工藝具體步驟間的耦合，甲烷合成工藝和其他煤加工工藝耦合，為相應的工藝提供能量。

技術領域

本發明涉及低階煤分質利用技術領域，尤其涉及一種低階煤分質利用的LNG制備工藝。

背景技術

我國是一個富煤、貧油、少氣的國家，煤炭消費量占一次能源消費量的60％以上，這決定了在相當長的一段時間內，以煤為主的能源結構難以改變。從已探明的煤礦品質看，我國煤炭中低階煤所占比重非常大，因而合理而高效的利用中低階煤生產高品質化工產品顯得尤為重要。近些年來，煤氣化、煤熱解、煤氣凈化及煤氣分離等技術的不斷發展，使中低階煤的清潔高效利用得到了越來越多的重視。

天然氣是一種高效清潔的能源。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1700億Nm3～2100億Nm3，而同期的天然氣產量只能達到1400億Nm3，供需缺口約300億Nm3～700億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。

采用優質的煤炭例如無煙煤來制備LNG，LNG的產率雖然較高，但是生產成本較高。而我國很多中低階煤的品質差、灰分高、含水量高，利用低階煤制備LNG，可降低LNG的生產成本。通常是將低階煤熱解后得到粗制煤氣，一般熱解是在有大量氧氣(或空氣)的條件下進行的，熱解時一部分低階煤將于氧氣反應用于供熱并且產生了大量的CO₂。由于CO₂不能燃燒，屬于無效氣體，并且因為有氧燃燒，粗制煤氣中含氮量過高，降低了粗制煤氣中H₂和CO能量密度，使粗制煤氣熱值降低，除了回爐燃燒外，熱解產出粗制煤氣難有其它經濟價值。而煤氣化過程最大的問題在于未充分利用煤炭中所蘊含的化學組分，不能將其分子全部打斷生產CO、H₂，再進行化學合成LNG。而低階煤氣化還原、重整技術和LNG合成技術則可以最大限度的將煤炭中的化學組分以LNG的形式保留下來。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種低階煤分質利用的LNG制備工藝，通過將凈化氣在至少5個串聯的反應器中反應，合成甲烷，然后結合液化工藝工藝，得到LNG產品使得本工藝兼有原料成本低廉，大大節省了生產成本，并且所制備的LNG中的雜質少，質量高，充分有效地利用了低階煤中的揮發分，并且通過甲烷合成工藝和液化工藝工藝耦合，甲烷合成工藝具體步驟間的耦合，甲烷合成工藝和其他煤加工工藝耦合，還能為相應的工藝提供能量。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種低階煤分質利用的LNG制備工藝，包括以下步驟：

(1)通過氣化還原工藝將低階煤，制備得到提質煤和富氣，所述提質煤和/或富氣制備得到包含CO、CO₂和H₂的凈化氣，往第一反應器中加入所述凈化氣，預熱所述凈化氣，使得所述凈化氣的溫度為150-500℃；

(2)將步驟(1)得到的凈化氣，成為第一甲烷合成料進入第二反應器，在所述第二反應器中，在第一耐高溫甲烷催化劑存在的環境中，所述第一甲烷合成料的一氧化碳、二氧化碳和氫氣反應，合成甲烷，得到第一甲烷物流；

(3)將第一甲烷物流，成為第二甲烷合成料進入第三反應器，在所述第三反應器中，在第二耐高溫甲烷催化劑存在的環境中，所述第二甲烷合成料的一氧化碳、二氧化碳和氫氣反應，合成甲烷，得到第二甲烷物流；