[发明专利]合成气催化甲烷化的方法及装置

权利要求书

1.一种合成气催化甲烷化的方法，其特征在于，该方法使合成气在流 化床与固定床耦合的反应器中完成催化甲烷化转化，其包括以下步骤：

（1）流化床转化：合成气进入流化床反应器，进行催化甲烷化反应 得到中间产物，该中间产物经气液分离后得到气体中间产物，反应放出热 量由流化床反应器的内置换热器中的换热介质移出，副产过热蒸汽；

（2）固定床转化：步骤（1）所得到的气体中间产物进入固定床反应 器完成剩余合成气的催化甲烷化反应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的换 热介质选自水、导热油和熔融盐。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在所述 步骤（1）中的合成气进入流化床反应器进行催化甲烷化反应前使用气体 分布设备使合成气均匀分布的步骤。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，其还包括 在所述步骤（1）中的合成气进入流化床反应器之前和/或所述步骤（2）中 的气体中间产物进入固定床反应器之前，换热升温该合成气和/或气体中间 产物的步骤。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤 （1）中流化床转化的反应温度为200～700℃，反应压力为0.1～6.0MPa， 反应空速为1000～50000h^-1。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤 （2）中固定床转化的反应温度为180～700℃，反应压力为0～6.0MPa， 反应空速为500～6000h^-1。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述合成 气为由煤、生物质、生物热解油、重质渣油、石油焦气化或热解所得的富 含H₂、CO和CO₂的混合气体。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，合成气中氢气和一氧化 碳的摩尔比值范围为0.2～6。

9.实施权利要求1至8中任一项所述方法的装置，其特征在于，该装 置包括以下设备：

流化床反应器（3），用于进行合成气的催化甲烷化反应；

换热设备（4），置于流化床内，用于移走甲烷化反应放出热量；

分离设备，置于流化床内部或外部，用于中间反应产物和催化剂的分 离；

固定床反应器（9），与分离设备相连接，用于进行剩余合成气的催化 甲烷化反应。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述换热设备选自列 管换热器、指形换热器和盘管式换热器，其中的换热介质为水、导热油或 熔融盐。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述流化床反应 器还包括位于其合成气体入口处的气体分布设备（2），用于均匀分布合成 气。

12.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，该装置还包括用 于加热合成气和/或气体中间产物的热交换设备，用于供给催化剂的中间槽 设备（10）。