[發明專利]一種天然氣水合物化學鏈轉化聯產醇氫的方法

在審

• 申請號: 202210368923.7
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114716300A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 袁浩然;魏國強;王亞琢;顧菁;張軍;陳勇
• 申請（專利權）人: 南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）;中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C07C29/151
• 分類號: C07C29/151;C07C29/154;C07C29/157;C07C31/04;C01B3/02;B01J23/755;B01J23/887;B01J23/889;B01J23/89;B01J23/94;B01J38/02;B01J38/12
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 陳潔娣;莫瑤江

本發明公開了一種天然氣水合物化學鏈轉化聯產醇氫的方法。該方法通過氧載體制備、化學鏈重整、合成甲醇、化學鏈制氫、氧載體再生等步驟將天然氣水合物氣、液兩相組成轉化為甲醇和高純氫氣，實現了天然氣水合物高值化利用，資源綜合利用效率高。本技術無需傳統合成甲醇過程中氧化介質制備的過程，具有工藝簡單、成本低廉、清潔環保和產物經濟效益好的優勢，還部分解決了傳統天然氣水合物存儲、運輸難的問題，應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及燃料清潔轉化、功能材料和環境保護領域，具體涉及一種天然氣水合物化學鏈轉化聯產醇氫的方法。

背景技術

天然氣水合物是形成于低溫高壓條件下的具有籠狀結構的似冰狀結晶化合物，主要產于海底沉積物和陸上永久凍土帶中，具有非化學計量性、相平衡特性、自保護特性等性質。天然氣水合物中蘊含了巨大的天然氣資源，1m³天然氣水合物相當于160～180m³(標準)的天然氣，以此估算，全球天然氣水合物礦藏中儲藏了約1.8×10¹⁶～2.1×10¹⁶m³天然氣資源，其總量相當于全球已探明煤炭、石油和天然氣資源總量的2倍。有研究表明，僅中國南海的天然氣水合物總資源量就相當于643.5～772.2億噸油當量，相當于我國陸上油氣總資源量的一半以上。大力發展天然氣水合物的開發利用技術對于緩解我國能源供應危機、保護生態環境和降低碳排放具有重大意義。

當前針對天然氣水合物研究主要集中勘探、開采階段。中國發明專利CN202111352922.5公布了一種主動激發式海底水合物儲層垂向含量分布精準評估裝置，其通過氣體收集機構和旋入式長套管及數組熱激發機構實現海底水合物儲層垂向含量分布精準評估。中國發明專利CN201510325300.1公布了一種利用超聲波開采海底表層天然氣水合物的方法及裝置，其通過超聲波發生器發出的超聲波帶動破碎頭振動與天然氣水合物作用，破碎成顆粒漿，然后收集分解天然氣，實現連續開采。中國發明專利CN201810226738.8公布了一種利用耦合冷凍墻降壓開采海洋天然氣水合物的方法，其通過在天然氣水合物導入制冷管網，形成冷凍墻的方式實現天然氣水合物的開采。中國發明專利CN201810346002.4公布一種利用電磁加熱方式開采天然氣水合物的方法，其采用射流的方式將含有鐵粉的鉆井液注入到天然氣水合物儲層中，利用高頻電加熱原理,將交流電轉化為高頻電流,產生高頻磁場，當磁場內磁力線通過絕緣的天然氣水合物儲層作用鐵粉時，磁力線被切割，產生渦流，使鐵粉自身發熱，從而達到加熱天然氣水合物儲層的目的，實現天然氣水合物儲層的熱激發開采。此外，目前天然氣水合物開采手段還包括降壓法、注入化學試劑法和氣體置換法等。

上述專利涉及天然氣水合物的探測和開采等流程，但未涉及天然氣水合物后續資源化利用過程。2017年，中國在南海神狐海域連續試開采天然氣水合物60天，取得了持續產氣時間最長、產氣總量最大等多項重大突破性成果，代表了目前全世界最高水平。因此，開展天然氣水合物清潔、高值化利用對我國意義重大。在此基礎上，本發明提供了一種天然氣水合物化學鏈轉化聯產醇氫的方法，可以解決天然氣水合物后續清潔高值化利用的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種天然氣水合物化學鏈轉化聯產醇氫的方法。

本發明采取的技術方案如下：

一種天然氣水合物化學鏈轉化聯產醇氫的方法，包括以下步驟：

(1)天然氣水合物經分級減壓釋放得到氣相產物和液相產物；

(2)氣相產物與氧載體、助劑在反應器中通過化學鏈重整制備合成氣，反應溫度為750～1000℃，發應時間為25～35min；

(3)合成氣與合成甲醇催化劑反應制備甲醇，反應溫度為200～290℃，壓力為3～8Mpa，反應時間為0.5～3s；

(4)液相產物與化學鏈重整后的氧載體反應制備氫氣，反應溫度為750～1000℃，發應時間為20～35min；