[发明专利]一种新型合成甲烷的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源技术领域，尤其涉及一种新型合成甲烷的方法及系统。

背景技术

甲烷CH₄，人们称为天然气，除自然资源开采的天然气外，是由CO₂、H₂为主要成分的原料气，CO为少量气体，按CH比＝1:3或CH＝1:4在催化剂下合成甲烷作天然气。人们把煤、石油、轻烃、生物质等热裂解产生CO、CO₂、H₂气体作为原料气经过甲醇化反应制成甲烷，也有以甲醇为原料经催化裂解CO+2H₂加氢甲烷化合成甲烷，或采用二氧化碳与甲醇分解加氢合成甲烷，合成甲烷的技术是成熟的，其主要原料需要大量的二氧化碳和氢气。而二氧化碳为原料合成甲烷、天然气工业应用，目前仍没有报道，相关文献资料仍没有公开。

发明内容

本发明提供一种新型合成甲烷的方法及系统，能较方便合成甲烷。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种新型合成甲烷的方法，包括:

将甲醇与水蒸气混合在铜系催化剂下重整生成氢气作为种子氢；

将所述种子氢与水蒸汽在氧化催化剂下把水分子的氢分子和氧分子分离，氢分子与氢原子或氢离子结合生成氢气；

将输入的二氧化碳经催化剂反应变换成一氧化碳；

将所述一氧化碳与氢气在甲烷化器合成甲烷。

可选的，所述将所述一氧化碳与氢气在甲烷化器合成甲烷，包括：

将所述一氧化碳与氢气在甲烷化器按1:3比例合成甲烷。

可选的，所述方法还包括：

将所述一氧化碳加氢在合成甲醇反应器生成甲醇，将甲醇作为种子氢不断循环使用。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种新型合成甲烷的系统，包括：

甲醇水蒸汽重整制氢反应器、氢化反应器、甲烷化反应器；

其中，所述甲醇水蒸汽重整制氢反应器，用于将甲醇与水蒸气混合在铜系催化剂下重整生成氢气作为种子氢；

所述氢化反应器，用于将所述种子氢与水蒸汽在氧化催化剂下把水分子的氢分子和氧分子分离，氢分子与氢原子或氢离子结合生成氢气；将输入的二氧化碳经催化剂反应变换成一氧化碳；

所述甲烷化反应器，用于将所述一氧化碳与氢气在甲烷化器合成甲烷。

可选的，所述系统还包括：

合成甲醇反应器，用于将所述一氧化碳加氢在合成甲醇反应器生成甲醇，将甲醇作为种子氢不断循环使用。

可选的，所述甲烷化反应器将所述一氧化碳与氢气在甲烷化器按1:3比例合成甲烷。

从上述技术方案可以看出，本发明将甲醇与水蒸气混合在铜系催化剂下重整生成氢气作为种子氢；将所述种子氢与水蒸汽在氧化催化剂下把水分子的氢分子和氧分子分离，氢分子与氢原子或氢离子结合生成氢气；将输入的二氧化碳经催化剂反应变换成一氧化碳；将所述一氧化碳与氢气在甲烷化器合成甲烷。这样就比较方便实现了新型合成甲烷的方法，成本更低，可循环利用，更具有经济价值。

进一步的，本发明方法还可以将所述一氧化碳加氢在合成甲醇反应器生成甲醇，将甲醇作为种子氢不断循环使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

下面将结合附图对本发明做进一步说明，附图中：

图1是本发明的新型合成甲烷的方法的流程示意图；

图2是本发明的新型合成甲烷的方法的工艺流程示意图；

图3是本发明的新型合成甲烷的系统的结构的第一示意图；

图4是本发明的新型合成甲烷的系统的结构的第二示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。