[发明专利]一种煤制液化天然气的工艺

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体为一种煤制液化天然气的工艺。

背景技术

天然气是一种清洁高效的燃料，随着我国经济的快速发展，以及为了消除日益严重的雾霾空气污染，对优质清洁的天然气燃料需求迅速增长。《天然气“十二五”规划》提出2015年天然气消费量将达到2300亿立方米，到时进口量近800亿立方米，《能源发展“十二五”规划》也提出，到2015年天然气要占到一次能源消费量的7.3％。

由于我国天然气缺口大，对我国国民经济发展及环境带来较大的不利影响，为了解决这一供需矛盾，我国每年从俄罗斯及中亚等地进口大量的管道天然气。此外还从澳大利亚、印度尼西亚、马来西亚等国进口液化天然气，且进口量日益增加。

我国煤炭资源相对丰富，可以利用煤制天然气用来替代天然气，不仅可以降低进口天然气市场给我国能源带来的潜在风险，满足日益增长的市场需要，同时对能源安全及环境等方面也有积极意义。今年3月份以来，又有5个煤制天然气项目获得发改委的路条，总计220亿立方米/年。

煤制天然气的工艺比较简单，在国内已建和在建的煤制天然气装置甲烷化技术，以英国戴维公司甲烷化技术及丹麦托普索公司开发的甲烷化技术为代表。图1为传统用煤制SNG的流程示意图。煤制合成气经变换，脱硫脱CO₂，一般用低温甲醇洗脱硫脱CO₂，脱硫至0.1×10^-6(vol％)，脱CO₂后，去甲烷化的合成气中H₂/C比接近化学计量(即F＝(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)＝3)。进甲烷化气体分2股进入甲烷化主反应器，出口气体温度为650℃～675℃，主甲烷化后的气体再进入2-3个串联的甲烷化次反应器，进一步进行甲烷化反应。为了控制甲烷化的反应温度，在第一甲烷化主反应器(托普索技术)或第二甲烷化主反应器(戴维技术)后，抽出1股气体冷却后经循环压缩机压缩进入第一甲烷化主反应器，循环气量与进入甲烷化合成气总量之比为50％～60％。最终甲烷化后的产品气干燥后作为管道天然气输出。产品气中一般含CO₂1％左右，H₂1％～2％。

发明内容

本发明的目的在于针对以上技术问题，提供可以有效抑制CO的歧化反应，以CO₂作为甲烷化的稀释气使用，对于习用流程，循环量可减少50％以上，有效减少水蒸气加入量的一种煤制液化天然气的工艺。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种煤制液化天然气的工艺，有两种方式，第一种方法为：先将煤制成合成气，然后部分变换，精脱硫至0.1×10^-6(vol％)，加入水蒸气，再进行甲烷化反应，甲烷化反应后气体进行脱水，脱除CO₂至50×10^-6(vol％)后送去液化，得到LNG产品。

第二种煤制液化天然气的工艺的方式为：先将煤制成合成气，然后将合成气精脱硫至0.1×10^-6(vol％)，去进行部分变换，加入水蒸气，与变换后的气体进行甲烷化反应，甲烷化后的气体进行脱水，脱除CO₂至50×10^-6(vol％)送去液化，得到LNG产品。

前面所述的甲烷化反应采用无循环气的工艺流程，采用水蒸气作为稀释剂，精脱硫后或部分变换后的气体分若干股进入甲烷化主反应器，主反应器后的气体进入串联的甲烷化次反应器，进一步进行甲烷化反应，进入甲烷化主反应器的气体分成2股或3股，甲烷化次反应器为2个。

所述的脱CO₂采用低温分离与低温甲醇洗相结合的工艺。

所述的低温分离CO₂在压力2.4MPa～2.6MPa，温度-50℃～-60℃下进行，塔釜得到液体纯CO₂作为副产品，塔顶为CH₄—CO₂混合气。塔顶CH₄—CO₂混合气采用低温甲醇洗，最终脱除CO₂至50×10^-6(vol％)，送去液化。低温甲醇洗压力2.3MPa～2.5MPa，温度-50℃～-60℃

与现有技术相比，本发明的有益效果为：