[发明专利]一种联产甲烷和焦油的催化气化方法

权利要求书

1.一种由煤催化气化制甲烷并联产焦油的方法，包括下列步骤：

a.在从上至下至少包括热解段、催化甲烷活化段和催化气化段的多段炉反应器的催化气化段，使煤在催化气化催化剂的作用下与气化剂发生催化气化反应，生成含甲烷的气体物流和反应后的灰渣；

b.所述含甲烷的气体物流向上进入所述催化甲烷活化段，在所述催化甲烷活化段的催化剂的作用下，产生包含甲基或亚甲基的自由基，这些自由基随含甲烷的气体物流向上进入热解段；

c.所述自由基在所述热解段中与煤热解过程中产生的自由基接触，产生焦油，并且热解后的煤向下跨越所述催化甲烷活化段进入催化气化段以进行步骤a。

2.根据权利要求1的方法，其中至少一部分煤从热解段进入多段炉反应器。

3.根据权利要求1或2的方法，所述煤为原煤或添加催化气化催化剂的煤。

4.根据权利要求3的方法，所述催化气化催化剂为碱金属、碱土金属或过渡金属，优选为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氧化钙、氧化镁、碳酸钙或碳酸镁，或它们至少两种的混合物。

5.根据权利要求1的方法，所述甲烷活化催化剂是非氧活化催化剂或有氧活化催化剂，优选是非氧活化催化剂，更优选采用MoO₃-HZSM-5作为催化剂。

6.根据权利要求5的方法，其中所述非氧活化催化剂是添加钌的非氧活化催化剂。

7.根据权利要求1的方法，其中所述甲烷活化催化剂被构造成固定床或气体分布器形式位于所述催化甲烷活化段内。

8.根据权利要求1的方法，其中所述气化剂从催化气化段的底部和/或侧面通入多段炉反应器。

9.根据权利要求1的方法，其中经过步骤a产生的依次流经催化甲烷活化段和热解段的气体物流离开多段炉反应器后进入旋风分离器或颗粒移动床中进行气固分离，并任选地将分离下来的固体返回到多段炉反应器中。

10.根据权利要求1的方法，其中在所述催化气化段设置有气体分布器，所述气化剂通过所述气体分布器进入多段炉反应器。

11.根据权利要求10的方法，其中所述气化剂分两股进入所述催化气化段，一股从气体分布器的底部中心或中心附近沿气体分布器的轴向向上进入，另一股与气体分布器的轴向呈一定角度向上进入。

12.根据权利要求1的方法，其中所述催化气化段的温度是600-800℃；热解段的温度是500-700℃；多段炉反应器内部的压力为0-4MPa。

13.根据权利要求1的方法，其中所述气化剂为水蒸气，并且进入所述催化气化段中的水蒸气与进入多段炉反应器的煤的质量比为0.5-5。