[发明专利]生产合成天然气的方法、装置及其产物天然气

摘要

本发明提供一种生产合成天然气的方法及其装置。本发明以煤气化产品气为原料生产包含甲烷94％以上摩尔比的富甲烷气体的连续工艺流程。本发明所提供的方法不仅能够较好地调节甲烷化反应温度，避免因原料组成不当、过度波动或事故引起的催化剂飞温烧结等问题，降低了循环气体量，提高了能量综合利用效率。

主权项

一种以煤气化产物为原料气生产合成天然气的方法，所述合成天然气中含有的甲烷摩尔比为94％以上，所述方法包括以下的步骤a)至d)，并且通过独立的蒸汽输送体系将外来蒸汽和/或步骤b)、c)和/或d)中产生的蒸汽通入步骤b)、c)和/或d)中所述的第一段绝热固定床反应器、第二段绝热固定床反应器和/或第三段绝热固定床反应器中：a)将原料气经加热后分为第一股原料气(4)和第二股原料气(5)；b)将步骤a)中的第一股原料气(4)通入装填甲烷化催化剂的第一段绝热固定床反应器(7)中进行甲烷化反应，其中进口气体的温度为230-400℃；反应得到温度为450-700℃的第一产品气(8)，该第一产品气(8)经冷却后，得到温度为150-350℃的冷却的第一产品气(10)，同时副产饱和蒸汽和/或过热蒸汽；c)将步骤a)中的第二股原料气(5)与步骤b)中所得到的冷却的第一产品气(10)混合后得到的混合气体(11)通入装填甲烷化催化剂的第二段绝热固定床反应器(12)中进行甲烷化反应，其中进口气体的温度为230-400℃；反应得到温度为450-700℃的第二产品气(13)，该第二产品气(13)经冷却后，得到温度为150-350℃的冷却的第二产品气(15)，同时副产饱和蒸汽和/或过热蒸汽；d)将步骤c)中所得到的冷却的第二产品气(15)进行选自如下之一的处理：将步骤c)中所得到的冷却的第二产品气(15)通入装填甲烷化催化剂的第三段绝热固定床反应器或冷却型列管式反应器(17)中进行甲烷化反应，得到温度为350-600℃的第三产品气(18)，该第三产品气(18)经冷却后，得到冷却的第三产品气(20)，同时副产饱和蒸汽和/或过热蒸汽；并且将所得到的一部分第三产品气作为循环气(22)，重新通入步骤b)中的第一段绝热固定床反应器和/或步骤c)中的第二段绝热固定床反应器中；另一部分第三产品气作为产物气(21)通入装填甲烷化催化剂的末段绝热固定床反应器或冷却型列管式反应器(26)中进行甲烷化反应，得到末段产品气(24)，该末段产品气(24)经冷却、气液分离后，得到合成天然气(26)；其中所述循环气(22)与产物气(21)的体积比优选为0-5.0∶1，更优选为0.3-3.0∶1；或者将步骤c)中所得到的一部分冷却的第二产品气作为循环气(22’)重新通入步骤b)中的第一段绝热固定床反应器和/或步骤c)中的第二段绝热固定床反应器中；另一部分冷却的第二产品气作为产物气(21’)通入装填甲烷化催化剂的末段绝热固定床反应器或冷却型列管式反应器中进行甲烷化反应，得到末段产品气(24)，该末段产品气(24)经冷却、气液分离后，得到合成天然气(26)；其中所述循环气(22’)与产物气(21’)体积比优选为0-5.0∶1，更优选为0.3-3.0∶1；或者将步骤c)中所得到的一部分冷却的第二产品气作为循环气(22’)重新通入步骤b)中的第一段绝热固定床反应器和/或步骤c)中的第二段绝热固定床反应器中；另一部分冷却的第二产品气作为产物气(21’)通入装填甲烷化催化剂的第三段绝热固定床反应器或冷却型列管式反应器中进行甲烷化反应，得到第三产品气(18)，该第三产品气(18)经冷却后，得到冷却的第三产品气(20)，同时副产饱和蒸汽和/或过热蒸汽；将该冷却的第三产品气(20)通入装填甲烷化催化剂的末段绝热固定床反应器或冷却型列管式反应器中进行甲烷化反应，得到末段产品气(24)，该末段产品气经冷却、气液分离后，得到合成天然气(26)；其中所述循环气(22’)与产物气(21’)体积比优选为0-5.0∶1，更优选为0.3-3.0∶1。