[发明专利]代用天然气的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由含碳材料来生产代用天然气(SNG)的方法。具体的，本发明涉及一种由含碳材料来生产SNG的方法，其中将该含碳材料转化成为含有正确比例的一氧化碳、二氧化碳和氢气的合成气，用于进行随后的甲烷化，同时分开加入摩尔比(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)低于3.00的气流到所述设备的甲烷化区域中。更具体的，该摩尔比(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)低于3.00的物流优选是一种含有从酸气除去设备中回收的二氧化碳的物流。

背景技术

由于化石液体和气态燃料低的可利用性，这样的油和天然气已经引起了人们开发能够由广泛的可利用的资源合成生产天然气的技术的兴趣，所述资源是例如煤，生物质以及其他可选择的燃料例如黑液，重油和动物脂肪。所产生的天然气被称作代用天然气或者合成天然气(SNG)，它的主要成分是甲烷。

将含有氧化碳(CO₂，CO)和氢气的反应物气体转化成为甲烷的方法通常被称作甲烷化，并且其代表了一种公知的技术，该技术例如已经广泛的用于氨设备中来除去氨合成气中的氧化碳，特别是一氧化碳，这归因于一氧化碳对于氨合成催化剂的毒害作用。

同样已知的是由含有氧化碳和氢气的合成气如下来生产SNG：将这样的合成气通过包括一个或多个甲烷化反应器的甲烷化区域，所述反应器包含固定床催化剂，并且在这里合成气是通过例如含碳材料的气化来制备的。

该甲烷化方法是受下面的反应控制的：CO+3H₂＝CH₄+H₂O和CO₂+4H₂＝CH₄+2H₂O。因此，甲烷化应当在这样的条件进行，即，确保合成气中的摩尔比H₂/CO为3或者4。在SNG的生产过程中，经常更方便的是以由摩尔比M＝(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)定义的化学计量值M来运行的。通向甲烷化区域的合成气的M值必须保持到尽可能的接近于3.00。M值＝3.00的气体被称为是化学计量的，M值＞3.00的气体被称为是过化学计量的，M值＜3.00的气体被称为是低于化学计量的。

化学计量的(M＝3.00)合成气的提供通常是通过将来自气化的气体通过甲烷化区域上游的水气转化(WGS)阶段来进行的。在WGS过程中，将合成气中的一氧化碳在水存在下转化成氢气和二氧化碳。在进入甲烷化区域之前，在WGS中所产生的合成气中的二氧化碳通常是通过常规的CO₂-清洗来除去的，例如Rectisol或者Selexol方法。