[发明专利]甲烷的合成方法与合成系统

权利要求书

1.一种甲烷的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：

步骤S1，采用煤制气工艺制备含有氢气和一氧化碳的混合气；

步骤S2，将所述混合气中的氢气与一氧化碳的摩尔比调整为0.9～1.1:1.1～0.9；以及

步骤S3，在硫化钼作催化剂的条件下，使所述氢气与所述一氧化碳反应得到甲烷。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

使水蒸气与所述混合气中的所述一氧化碳反应以调整所述氢气和所述一氧化碳的摩尔比。

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，在使所述水蒸气与所述一氧化碳反应之前，所述合成方法还包括将所述混合气降温至150～220℃的过程。

4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述将所述混合气降温至150～220℃的过程包括：利用冷媒对所述混合气进行降温，得到压力在8～14MPa之间的高压蒸汽，优选对所述高压蒸汽进行回收利用。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S1中的制备过程的温度在1200℃～1400℃之间，压力在4～6.5MPa之间。

6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述水蒸气与所述一氧化碳的反应温度在210～420℃之间，反应压力在2～6MPa之间。

7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S3中产生压力在2～6MPa的中压蒸汽，所述合成方法还包括：

对所述中压蒸汽进行回收利用的过程。

8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S31，在所述硫化钼的催化作用下，所述氢气与所述一氧化碳反应生成所述甲烷与二氧化碳的混合气体；以及

步骤S32，脱除所述混合气体中的所述二氧化碳。

9.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S31中的反应的温度在210～280℃之间，反应的压力在2.5～6MPa之间。

10.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S32还包括：

脱除所述混合气体中的硫化物。

11.一种甲烷的合成系统，其特征在于，所述合成系统包括：

用于提供甲烷合成所需氢气和一氧化碳的煤气化装置；

用于调整氢气与一氧化碳的摩尔比的变换反应器，通过第一气体输送管道与所述煤气化装置相连；以及

甲烷化反应器，通过第二气体输送管道与所述变换反应器相连。

12.根据权利要求11所述的合成系统，其特征在于，所述合成系统还包括：

显热回收装置，与所述煤气化装置连接用于吸收所述一氧化碳与所述氢气的显热和/或与所述甲烷化反应器连接用于吸收所述甲烷化反应器所产生的显热。

13.根据权利要求11所述的合成系统，其特征在于，所述合成系统还包括：

脱硫脱碳装置，与所述甲烷化反应器通过第三气体输送管道相连接。