[发明专利]地下煤气化生产天然气的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤制天然气工艺，具体的说是一种地下煤气化生产天然气的工艺。 

背景技术

随着我国天然气消费量的不断增加，天然气供需缺口逐年扩大。为解决国内天然气的缺口问题，扩大天气然供给，近年来国内开展了多个煤制天然气项目的建设，即以煤为原料通过甲烷化合成生产天然气。常规的地面煤制天然气项目流程为：煤气化装置生产的粗煤气经CO变换、酸性气体脱除后得到净化气，净化气再经甲烷化反应及干燥后得到满足国家相关标准天然气。 

煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。人们希望将煤炭地下气化得到的粗煤气应用于生产天然气以满足日益增加的天然气需求，但是煤炭地下气化技术生产的粗煤气与普通地面煤气生产的粗煤气有不同的特点：1.地下煤气化出口粗煤气压力较低，通常低于0.15MPaA（Ａ表示绝压），这个压力远低于地面煤气炉化生产的粗煤气压力。这种低压下如何满足后续系统的正常运行是需要解决的问题；2.地下煤气化生产的粗煤气主要组成较干粉煤气化及水煤浆气化的粗煤气复杂，粗煤气含有较高含量多碳物，如焦油、苯，萘等，并且地下煤气化生产的粗煤气中灰尘和杂质含量可达上千mg/Nm³。3.地下煤气化生产的粗煤气还具有气量较小，粗煤气组成不稳定等特点。若采用现有常规的天然气生产工艺会存在几个主要问题： 

1）常规煤制天然气工艺一般要求粗煤气压力在3.0MPaG以上，若脱硫脱碳一次完成，则无法解决地下煤气化生产天然气工艺中的既不影响压缩机正常运行又满足CO耐硫变换二者对硫含量要求的问 题； 

2）地下煤气化生产的粗煤气气量较小，常规的煤制天然气工艺的酸性气体脱除技术——低温甲醇洗工艺投资过大，对本技术不适应；    

3）地下煤气化生产的粗煤气接近常压，组成复杂，现有常规煤制天然气的粗煤气预处理只适合压力较高的气体，并且投资大，工艺复杂。 

基于上述问题尚未得到有效解决，目前，对于地下煤气化生产天然气的工艺尚未见报导。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种设备和投资成本低、可靠性高、运行稳定、可生产满足国家标准热值要求的合成天然气的地下煤气化生产天然气的工艺。 

技术方案地下煤气化生产的粗煤气经预处理除尘、除杂及除焦油后通过鼓风增压后进行常压栲胶脱硫，脱硫后的粗煤气之后被压缩，压缩工艺使用往复式压缩机，采用两段压缩的方式，粗煤气进入压缩机第一段压缩后再脱苯脱萘，然后再进入压缩机的第二段压缩，经压缩后的粗煤气气体压力为2.5-3.5MPaG，经压缩后的粗煤气再进行CO变换、加压栲胶脱硫、MDEA（N-甲基二乙醇胺）脱碳，净化后的气体最后进行甲烷化反应，生成满足国家标准热值要求的合成天然气。 

所述预处理方法为粗煤气经低压废锅换热降至200℃以下，再进入洗涤塔洗涤除酚氨，同时90%wt以上的焦油和粉尘也被洗涤下来，经洗涤之后的粗煤气再通过2级电捕焦油器，将粗煤气中的焦油降至10mg/Nm³以下后再进入下一工序。 

所述鼓风增压至0.05MPaG-0.08MPaG。 

常压栲胶脱硫后粗煤气中的硫化物被脱除至摩尔百分数为500ppm-1000ppm；加压栲胶脱硫将粗煤气中的硫化物脱除至摩尔百分 数为15-20ppm以下。 

所述粗煤气在第一段压缩至0.7-1.0MPaG，在第二段压缩至2.5-3.5MPaG。 

所述脱苯脱萘步骤采用的是变温吸附的工艺，变温吸附将粗煤气中的苯和萘分别脱除至5-20 mg/Nm³以下。 

经MDEA脱碳之后的气体中CO₂含量降至0.8-1.5%mol。 

所述预处理步骤中洗涤塔中的部分洗涤液采用后续CO变换及甲烷化工艺中生成的冷凝液。