[发明专利]一种煤制天然气的制备方法

说明书

本发明提供了一种煤制天然气的制备方法，属于天然气合成技术领域，将煤气化，得到煤气化产物，通过限定气化条件使得所述煤气化产物中H₂与CO的体积比为1；将煤气化产物脱硫，得到脱硫产物；将脱硫产物进行甲烷化反应，得到天然气。本发明提供的煤制合成天然气的方法不经水煤气变换工段直接经过甲烷化反应，可使反应体系不产生水，杜绝了水耗和水排放，解决了煤制合成天然气的高水耗和水排放问题，特别是杜绝了常规水煤气变换、脱碳及甲烷化过程的水耗和水排放。相对于煤制合成天然气常规过程，本发明提供的方法也显著降低了过程能耗。

技术领域

本发明涉及天然气合成技术领域，尤其涉及一种煤制天然气的制备方法。

背景技术

我国富煤、少油、贫气，利用相对丰富的煤炭资源(特别是劣质碎煤)制备天然气(SNG)，既可增加能量利用率高的SNG的供应，同时在煤转化为SNG过程中可从原料气净化和燃料升级步骤副产浓缩CO₂，实现对CO₂的富集和分离而无需附加成本，进而将其封存到非大气的储库(如深的地下或海洋)中或资源化利用。这也是煤制SNG过程在“低碳经济”碳管理方面的一大优势，能够达到能源和环境双赢的效果，兼具重大经济价值和社会意义。

现有技术中，煤制SNG的过程一般包括煤气化，脱硫，水煤气变换，脱碳及甲烷化工艺等过程，煤气化产物经脱硫后输送至水煤气变换，以调整H₂/CO比为3.0左右，然后经脱碳后再经甲烷化工段以生产合成天然气。但是，现有技术煤制合成天然气过程中在水煤气变换、脱碳及甲烷化过程往往存在较大的水耗和水排放问题，同时整个过程也需要较高的能耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤制天然气的制备方法，避免了常规水煤气变换、脱碳及甲烷化过程的水耗和水排放。该方法相较于煤制天然气常规过程，也显著降低了过程能耗。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种煤制天然气的制备方法，包括以下步骤：

将煤气化，得到煤气化产物，所述煤气化使用的气化炉为德士古气化炉或恩德气化炉：当使用的气化炉为德士古气化炉时，所述煤气化的压力为3.0～6.5MPa，所述煤气化的温度为1300～1500℃；当使用的气化炉为恩德气化炉时，所述煤气化的压力为0.01～0.5MPa，所述煤气化的温度为950～1000℃；所述煤气化产物中H₂与CO的体积比为1；

将所述煤气化产物脱硫，得到脱硫产物；

将所述脱硫产物进行甲烷化反应，得到天然气。

优选地，所述甲烷化反应的温度为400～550℃，所述甲烷化反应的压力为0.5～2.5MPa。

优选地，所述甲烷化反应的气相空速为8000～20000mL/g/h。

优选地，所述甲烷化反应的催化剂以镍为活性组分，至少含有Al₂O₃、ZrO₂、TiO₂、MgAl₂O₄、CaAl₂O₄或SiO₂为载体。

优选地，当使用的气化炉为德士古气化炉时，所述煤气化产物包括以下体积百分含量的气体：CO 40～45％，H₂40～45％，CH₄0.1～3％，CO₂9～16％，H₂S＜0.5％、N₂＜1.5％。