[發(fā)明專利]一種合成氣制備LNG工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911213902.2
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN110862842A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建中;俞天明;薛安克;王再富;鄭松;呂彬峰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江天祿環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10L3/08
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術(shù)丹

本發(fā)明公開了一種合成氣制備LNG工藝，包括以下步驟：(1)低階煤通過氣化還原工藝，制備得到提質(zhì)煤和富氣，包括提質(zhì)煤和低階煤中至少一種制得水煤漿，由提質(zhì)煤制備得到第一合成氣，由水煤漿制備得到第二合成氣，由富氣制備得到第三合成氣，包括第一合成氣、第二合成氣和第三合成氣中至少一種，經(jīng)過預(yù)脫硫工藝、加氫工藝、脫硫工藝、變換工藝和脫碳工藝，得到凈化氣，凈化氣通入第一反應(yīng)器中，預(yù)熱至150?500℃，得到預(yù)熱凈化氣；本發(fā)明的方法，通過低階煤獲得天然氣合成原料所需的CO和H₂，制備得到的天然氣中的雜質(zhì)少，質(zhì)量高，充分有效地利用了低階煤中的煤質(zhì)和揮發(fā)分，成本較低，符合國家煤炭綜合利用方向。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低階煤分質(zhì)利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種合成氣制備LNG工藝。

背景技術(shù)

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(dāng)長的一段時間內(nèi)，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)難以改變。從已探明的煤礦品質(zhì)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(chǎn)高品質(zhì)化工產(chǎn)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(shù)的不斷發(fā)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(jìn)京”、“西氣東輸”等國家級燃?xì)廨斔凸こ痰南嗬^建成和投入使用，天然氣的需求量呈爆發(fā)式增長。據(jù)預(yù)測，2015年，中國天然氣的需求量將達(dá)到1700億Nm3～2100億Nm3，而同期的天然氣產(chǎn)量只能達(dá)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(nèi)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(yōu)質(zhì)的煤炭例如無煙煤來制備天然氣，天然氣的產(chǎn)率雖然較高，但是生產(chǎn)成本較高。而我國很多中低階煤的品質(zhì)差、灰分高、含水量高，利用低階煤制備天然氣，可降低天然氣的生產(chǎn)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(jìn)行的，熱解時一部分低階煤將于氧氣反應(yīng)用于供熱并且產(chǎn)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(chǎn)出粗制煤氣難有其它經(jīng)濟(jì)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(xué)組分，不能將其分子全部打斷生產(chǎn)CO、H₂，再進(jìn)行化學(xué)合成天然氣。而低階煤氣化還原、重整技術(shù)和天然氣合成技術(shù)則可以最大限度的將煤炭中的化學(xué)組分以天然氣的形式保留下來。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種合成氣制備LNG工藝，通過將低階煤分質(zhì)利用的提質(zhì)煤和富氣合成天然氣，然后結(jié)合液化工藝工藝，得到天然氣產(chǎn)品使得本工藝兼有原料成本低廉，大大節(jié)省了生產(chǎn)成本，并且所制備的天然氣中的雜質(zhì)少，質(zhì)量高，充分有效地利用了低階煤中的揮發(fā)分和煤質(zhì)，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(yīng)的工藝提供能量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種合成氣制備LNG工藝，包括以下步驟：

(1)低階煤通過氣化還原工藝，制備得到提質(zhì)煤和富氣，包括所述提質(zhì)煤和所述低階煤中至少一種制得水煤漿，由所述提質(zhì)煤制備得到第一合成氣，由所述水煤漿制備得到第二合成氣，由所述富氣制備得到第三合成氣，包括所述第一合成氣、所述第二合成氣和第三合成氣中至少一種，經(jīng)過預(yù)脫硫工藝、加氫工藝、脫硫工藝、變換工藝和脫碳工藝，得到凈化氣，所述凈化氣通入第一反應(yīng)器中，預(yù)熱至150-500℃，得到預(yù)熱凈化氣；

(2)所述預(yù)熱凈化氣通入第二反應(yīng)器，在所述第二反應(yīng)器中，在第一耐高溫甲烷催化劑存在的環(huán)境中，所述預(yù)熱凈化氣的一氧化碳、二氧化碳和氫氣反應(yīng)，合成甲烷，得到第一甲烷物流，從而得到第一甲烷產(chǎn)品物流；