[发明专利]生产合成天然气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气领域，特别涉及一种利用生产合成天然气的方法。

背景技术

我国是世界上第一大焦炭生产国，焦炭总产能达到3.8亿吨。2009年焦炭产量3.5亿吨，占全球总产量的66％以上，其中1/3的生产能力在钢铁联合企业内，2/3在独立的焦化企业。焦化行业副产大量的焦炉气(热值16.746MJ/Nm³)，按每吨焦炭副产约400m³焦炉气计算，独立焦化企业每年副产焦炉气930亿m³左右，除回炉加热自用、民用(城市煤气)及发电、化工利用(如生产甲醇、合成氨)外，每年放散的焦炉气约400亿m³，热值超过“西气东输”一期工程天然气的热值。

焦炉气成分根据焦煤性质、炼焦方法及操作条件不同有所变化，其主要组成(体积％)如表1，

表1焦炉气典型组成

  成分 H₂  CH₄  CO  CnHm  CO₂  N₂  O₂  组成vol.％ 50-70  15-30  5-9  2-4  2-5  2-6  0.3-0.8

同时含有少量的H₂S、有机硫、焦油、萘、苯等杂质。

目前焦炉气的主要有价值利用是合成甲醇，但焦炉气制甲醇的能量利用率仅为52％～55％，而由焦炉气生产得到压缩天然气，其能量利用率可达85％左右，可以明显提高能源的利用率。

焦炉气制天然气流程相对简单，投资较低，价值更高，与煤制天然气相比，焦炉气制合成天然气在废弃物利用、环保、能量利用率、节省投资等方面具有显著的优势。利用焦炉气生产天然气，不仅可以变废为宝，而且可以节能减排、改善环境、缓解天然气供应紧张，具有经济和社会双重效益。

焦炉气生产天然气技术是利用甲烷反应将焦炉气中H₂和CO、CO₂反应生产甲烷，而甲烷合成反应是强放热反应：

CO+3H₂→CH₄+H₂O，ΔH^θ＝-206.2kJ/mol

CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O，ΔH^θ＝-165.0kJ/mol