烧化装置中主要发生C〇2与Hz的甲烧化反应。
[0029] 上述的补氨甲烧化方法中，所述甲烧化原料气经除尘和脱硫处理。
[0030] 上述的补氨甲烧化方法中，所述&分成若干股平行进入所述辅甲烧化装置中的所 述固定床甲烧化反应器中。
[0031] 本发明补氨甲烧化方法中，所述甲烧化反应的固定床甲烧化催化剂可采用本领域 中常用的催化剂，如中国专利申请201110420364. 1中公开的催化剂。
[0032] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0033] 1、甲烧化原料气无需变换和脱碳、或部分脱碳，仅需要进行除尘脱硫等净化处理， 能简化煤制天然气工艺流程，降低工程投资，提高全厂能效。
[0034] 2、可W选择省去了循环工艺气压缩机，为一次通过甲烧化流程，节省设备投资和 运行成本，简化工艺流程。
[0035] 3、在甲烧化工段能让CO、C〇2充分和Hz反应，把碳尽量多的加氨转化为CH4,提高产 品量。
[0036]4、能够充分利用煤中的碳资源，把C〇2资源化利用，减少CO2排放，提高吨煤产气量 和高效，使煤制天然气行业更绿色环保，减少碳税支出。
[0037] 5、推荐采用太阳能制氨、风电制氨与煤制合成天然气甲烧化结合起来，把取之不 尽、用之不竭的清洁太阳能转化为化学能储存在合成天然气产品中；在煤制天然气项目集 中的新疆、内蒙古地区也是我国弃风率较高的地区，利用本来浪费的弃风来制氨是经济的。
[0038] 6、弃风发电然后电解水为煤制合成天然气甲烧化提供&源的同时，副产的〇2也可 作为煤气化的气化剂，降低空分的负荷，是一种绿色低碳技术禪合路径。
[0039] 7、电解水可利用经过处理的工厂污水，为污水处理提供了新思路。 W40] 8、补氨工艺能够实现对产品气中电、C〇2含量的调控，实现对产品品质的把控，获 得高品质合成天然气产品。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明一次通过的补&甲烧化的工艺流程图。 阳0创 图中各标记如下：
[0043] 1-第一绝热甲烧化反应器，2-第二绝热甲烧化反应器，3-第=绝热甲烧化反应 器，4-第四绝热甲烧化反应器，5-第五绝热甲烧化反应器，6-第六绝热甲烧化反应器，7-气 液分离器，8-第屯绝热甲烧化反应器。
[0044] 主甲烧化装置包括第一绝热甲烧化反应器、第二绝热甲烧化反应器、第=绝热甲 烧化反应器、第四绝热甲烧化反应器；辅甲烧化装置包括第五绝热甲烧化反应器、第六绝热 甲烧化反应器、第屯绝热甲烧化反应器。
【具体实施方式】
[0045] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0046] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0047] 按照图1所示工艺流程进行原料气的甲烧化。
[0048] 年产10亿方合成天然气规模的煤制天然气流程中，压力为3. 5MPa，256200NmV h的合成气（为煤制天然气）且合成气中总硫小于0.Ippm，f= (nH2-nc〇2)/(nc〇+nc〇2)= I. 209 (n表示摩尔），具体合成气的组成（体积分数，干基）为化:52. 00,CH4:14. 00,CO: 23. 10,C〇2:10. 90。
[0049] 上述原料气按照0. 12、0. 16、0. 26和0. 46的体积比，分成四股分别进入主甲烧化 装置的第一绝热甲烧化反应器1、第二绝热甲烧化反应器2、第=绝热甲烧化反应器3和第 四绝热甲烧化反应器4,各反应器入口溫度控制在280°C，经过甲烧化反应，各级甲烧化反 应器出口溫度为660°C，各级反应器的反应压力为3. 2MPa~3. 4MPa。向第一绝热甲烧化反 应器1中加入水蒸气，水蒸气的加入量为20t/h(为原料气的摩尔量的40% )。
[0050] 第五绝热甲烧化反应器5、第六绝热甲烧化反应器6和第屯绝热甲烧化反应器8为 辅甲烧化装置，入口溫度控制为250°C，按照0. 8和0. 2的比例分别向第五绝热甲烧化反应 器5和第六绝热甲烧化反应器6加入溫度为250°C的&，加入&的总量为147000Nm，第 五绝热甲烧化反应器5中的混合气中的氨碳比f约为3. 0。&通过电解处理后的煤气化废 水制得，&纯度> 95%，HzS含量低于20ppb，〇2含量低于0. 05% ;控制第五绝热甲烧化反 应器5出口溫度为650°C(反应压力约为3. 2MPa)。第六绝热甲烧化反应器6出口工艺气 经过冷却至40°C后经气液分离器7分离冷凝水，再加热至250°C后进入第屯绝热甲烧化反 应器8进行甲烧化反应。
[0051] 工艺气在各级绝热固定床甲烧化催化剂（其为中国专利申请201110420364. 1中 公开的催化剂，具体为实施例1制备的产品）作用下发生甲烧化反应，第屯绝热固定床甲烧 化反应器8出口气（溫度为400°C)经换热和气液分离后得到产品气。
[0052] 产品气（干基）中CHa体积含量为95%,CO总转化率为99%,Hz摩尔浓度< 2%， C〇2摩尔浓度< 2%。
[0053] CO总转化率的计算公式为：
[0054]
阳化5] 式中：
[0056]n。。表示CO的总转化率； 阳057] V。。人n表示CO入口干基体积分数； 阳05引 V人。表示干基原料入日流量，NmVh;
[0059] V。。出日表示CO出口干基体积分数；
[0060] V出n表示干基原料出口流量，NmVh。
【主权项】
1. 一种制取合成天然气的补氢甲烷化方法，包括如下步骤： (1) 将甲烷化原料气和水蒸气输入至主甲烷化装置中进行甲烷化反应； 所述甲烷化原料气为煤气和/或焦炉气； (2) 将所述主甲烷化装置的出口气与氏混合后输入至辅甲烷化装置中进行甲烷化反 应；所述辅甲烷化装置的出口气经冷却和气液分离即得合成天然气产品； 所述氏的温度为250°C~300°C。2. 根据权利要求1所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：所述甲烷化原料气中，氢碳比 f为0. 60~3. 00之间的数； 所述主甲烷化装置的出口气与氏的混合气中，氢碳比f为2. 95~3. 05之间的数； 其中f= (nH2-nra2) / (nra+nra2)，式中η表示摩尔数。3. 根据权利要求1或2所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：步骤（1)中，所述水蒸气 的加入量为所述甲烷化原料气的摩尔量的10%~60% ; 步骤（1)中，所述甲烷化反应的温度为280°C~670°C，压力为1. 5~5MPa。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：所述主甲烷化装 置包括两个或多个串联或并联的固定床甲烷化反应器； 所述辅甲烷化装置包括两个或多个串联的固定床甲烷化反应器。5. 根据权利要求1-4中任一项所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：步骤（2)中，所述 H2的来源为太阳能制氢或风电制氢。6. 根据权利要求5所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：采用电解水制氢的方式； 所述电解水制氢采用经处理后的煤气化废水。7. 根据权利要求1-6中任一项所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：步骤（2)中，所述 甲烷化反应的温度为250°C~650°C，压力为1. 5~5MPa。8. 根据权利要求1-6中任一项所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：所述甲烷化原料 气经除尘和脱硫处理。9. 根据权利要求4-6中任一项所述的补氢甲烷化方法，其特征在于：所述Η2分成若干 股平行进入所述辅甲烷化装置中的所述固定床甲烷化反应器中。
【专利摘要】本发明公开了一种制取合成天然气的补氢甲烷化方法。该方法包括如下步骤：(1)将甲烷化原料气和水蒸气输入至主甲烷化装置中进行甲烷化反应；所述甲烷化原料气为煤气和/或焦炉气；(2)将所述主甲烷化装置的出口气与H2混合后输入至辅甲烷化装置中进行甲烷化反应；所述辅甲烷化装置的出口气经冷却和气液分离即得合成天然气产品；所述H2的温度为250℃～300℃。本发明提供的补氢工艺能够实现对产品气中H2、CO2含量的调控，实现对产品品质的把控，获得高品质合成天然气产品。
【IPC分类】C10L3/08
【公开号】CN105296035
【申请号】CN201510847929
【发明人】宋鹏飞, 侯建国, 姚辉超, 王秀林, 张瑜, 高振, 穆祥宇
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海石油气电集团有限责任公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月27日