[发明专利]一种煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及升温还原系统，具体为一种煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法。

背景技术

随着我国国民经济的快速发展，对能源的需求量将不断提高，而我国“富煤贫油少气”的能源结构特点决定了煤炭资源将在很长一段时间内作为能源主体被开发和利用。我国煤制天然气的资源条件是得天独厚的，是可以满足生产需要的。据统计，目前我国共有近35个煤制天然气项目处于计划、前期工作或建设阶段。“十二五”期间布局的主要项目有12个，这些项目若全部建成，2015年和2020年我国将先后实现每年440.5亿m??和1268亿m??的产能。

目前煤制气甲烷化反应催化剂是以氧化铝及其他助剂为载体的镍系催化剂，一般都是载体上负载氧化镍，而在甲烷化过程中，活性组分是单质镍，因此在大型装置装填甲烷化催化剂后，需对甲烷化催化剂进行升温还原。煤制天然气甲烷化通常采用耐高温甲烷化催化剂及多段固定床甲烷化工艺。多个反应器的升温还原时间较长、使用高纯氮气量大，后几台反应器的还原不易控制。

 

发明内容

本发明的目的在于针对以上技术问题，提供可大大缩短升温时间和还原时间的，节约大量高纯氮气的，使还原过程更灵活，控制更容易，有利于各级甲烷化催化剂还原更均衡、彻底的一种煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法，该还原方法是将六个或六个以上的甲烷化反应器分为两段，分别建立两个氮气循环系统，然后进行分段升温、分段还原。还原采用一部分的原料气，即合成气，利用原料气中的还原性气体H₂ 、CO对催化剂进行还原；待第二段烷化反应器还原完成后，再对已经冷却下来的第一段甲烷化反应器进行升温，待第一段升起的温度与第二段降低的温度差别不大时，约为±50℃时，把全部的甲烷化反应器整体进行升温，直至满足开车温度要求。

该煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法是把煤制气甲烷化反应器分为两段，第一段包含3或4个甲烷化反应器，将剩下的甲烷化反应器设为第二段，分段升温、分段还原。

该煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法中采用一部分的原料气作为催化剂的还原气，还原时须保证循环气中CO+CO₂所占的体积百分含量≤1%。根据压缩机配置情况，第一段还原并冷却后，开始第二段还原或两段同时还原，还原后的两段再整体升温，至满足开车温度要求。

煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法，该具体包括以下步骤：

首先把甲烷化工段中的甲烷化反应器分成两段，采用三台或四台甲烷化反应器为第一段、剩余的甲烷化反应器为第两段。两段通过同一台压缩机及主加热器系统装置，对各反应器中催化剂采用分段升温、分段还原，再整体升温的方法，建立氮气循环升温至既定温度后，用一定量的合成气作为还原气，确保循环气中 CO+CO₂所占的体积百分含量≤1%后利用合成气中的还原性气体H₂和CO对各甲烷化反应器中的甲烷化催化剂进行还原。

作为优选，煤制天然气甲烷化催化剂两段式升温还原方法，具体包括以下步骤：