[发明专利]一种合成气制天然气的工艺

权利要求书

1.一种合成气制天然气的工艺，其特征在于：

将经过变换、脱硫、脱碳、精脱硫的合成气，经过甲烷化单元将甲烷浓度提高到95％以上；

具体通过如下方式实现：原料气经过甲烷化反应器，原料气至少分流到一段甲烷化和二段甲烷化反应器；一段甲烷化反应器入口气体至少由分流原料气和循环气体组成；二段反应器入口气体至少由一段反应器出口气体和分流原料气构成；二段甲烷化反应器出口气体经过多级冷却后串联通过后续的甲烷化反应器，反应产品气经过脱水后，满足天然气管输标准；反应器内装填异型甲烷化催化剂，催化剂在反应前需要预还原；反应结束时，催化剂需要钝化处理；通过副产蒸汽来进行甲烷化反应器段间取热，调控反应器入口温度。

2.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述甲烷化反应器操作压力为0-6.0MPa，稳态操作时，催化剂床层高温段入口温度为240-400℃，高温段催化剂床层的出口温度为500-700℃，体积空速为1,000-80,000hr^-1；低温段入口温度为240-350℃，低温段催化剂床层出口温度为300-500℃，体积反应空速为1,000-80,000hr^-1。

3.按照权利要求2所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述甲烷化反应器的操作压力为2.0-5.0MPa，稳态操作时催化剂床层高温段入口温度为240-300℃，高温催化剂床层的出口温度为550-670℃，体积反应空速为5,000-20,000hr^-1；低温段入口温度为240-300℃，低温催化床层的出口温度为305-500℃，体积反应空速为5,000-20,000hr^-1。

4.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述的甲烷化反应器至少需要四段；高温段甲烷化反应器为固定床绝热反应器，低温段反应器采用固定床绝热反应器或内换热等温床反应器。

5.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述的一段甲烷化反应器入口气体由分流原料气和循环气体组成，或者由分流原料气、循环气体和供入体系的过热蒸汽组成。

6.按照权利要求5所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述过热蒸汽由甲烷化界区外供给或由甲烷化工序余热锅炉产生的蒸汽供给或通过回收多段甲烷化反应器段间热量产生的过热蒸汽供给。

7.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述的甲烷化催化剂为Ni催化体系，以Al₂O₃、SiO₂、CeO₂、ZrO₂中一种或多种为载体，添加MgO或/和La₂O₃催化助剂。

8.按照权利要求1或7所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述催化剂为圆柱形、苜蓿草形、四孔、七孔构型中的一种或者多种混装。

9.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述的催化剂在反应前需要预还原是指各段甲烷化反应器通过串联或并联方式进行在线还原。

10.按照权利要求1或9所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述预还原的条件如下：还原温度为350-550℃；还原气体为纯氢或1％-80％H₂-N₂混合气体；还原时间为4-48小时。

11.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述的催化剂钝化是指采用并联或串联钝化工艺，钝化气体为含氧量为1％-20％的混合气体。

12.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述的产品气脱水工艺，是指甲烷化反应后的气体经冷却后，通过三甘醇或变压吸附脱水将产品气露点调节到满足管输标准。

13.按照权利要求1所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述的甲烷化反应器，其材质采用特种耐高温合金钢或在反应器内涂覆耐高温涂料或碳化硅涂层。

14.按照权利要求1或13所述合成气制天然气的工艺，其特征在于：所述甲烷化反应器出口气体段间循环可以采用高温或低温循环。