[发明专利]一种代用天然气的制备方法和制备装置

权利要求书

1.一种代用天然气的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）部分原料气进入第一固定床反应器进行第一甲烷化反应后，生成第一反应气，所述第一反应气经第一换热后生成第一低温气；

2）所述第一低温气和剩余原料气进入第二固定床反应器进行第二甲烷化反应后，生成第二反应气，所述第二反应气经第二换热后生成第二低温气；

3）部分所述第二低温气进入第一浆态床反应器进行第三甲烷化反应，生成第三反应气，剩余所述第二低温气进入第二浆态床反应器进行第四甲烷化反应，生成第四反应气；

4）合并所述第三反应气和第四反应气生成混合反应气，冷却后，对所述混合反应气进行气液分离操作，得到所述代用天然气；

所述第一固定床反应器中包括第一催化床，所述第二固定床反应器中包括第二催化床，其中，所述第一催化床的高径比为1:（1.5-2.0），所述第二催化床的高径比为1:（0.8-1.2）；

所述第一固定床反应器、第二固定床反应器的入口温度为280-350℃；所述第一浆态床反应器、第二浆态床反应器的入口温度为250-320℃；

所述第一甲烷化反应、第二甲烷化反应、第三甲烷化反应以及第四甲烷化反应在镍催化剂的催化下进行；

所述镍催化剂按照质量含量包括镍15-30%，余量为γ-Al₂O₃载体；

所述镍催化剂研磨为粒径10-40目的粉末使用；

所述镍催化剂在所述第一浆态床反应器、第二浆态床反应器的惰性浆液中的浓度为0.013-0.050g/ml，所述惰性浆液选自石蜡烃、导热油以及氢化三联苯中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的代用天然气的制备方法，其特征在于，所述镍催化剂通过如下方法制备：

1）搅拌下，将硝酸镍溶液与所述γ-Al₂O₃载体混合并浸渍12-24h，生成浸渍液；

2）将所述浸渍液在60-90℃进行浓缩，浓缩液在450-650℃焙烧6-12h后生成镍基催化剂；

3）利用还原气对所述镍基催化剂进行还原反应，得到所述镍催化剂；其中，所述还原气按照体积百分含量包括氢气5-15%，氮气85-95%。

3.根据权利要求2所述的代用天然气的制备方法，其特征在于，控制所述还原反应中的反应压力为1-5MPa，还原气的空速为1000-5000L/kgh，反应时间为36-48h，反应温度为400-500℃。

4.一种代用天然气的制备装置，其特征在于，用于执行权利要求1-3任一所述的代用天然气的制备方法，包括：原料罐、第一固定床反应器、第二固定床反应器、第一浆态床反应器、第二浆态床反应器、第一换热器、第二换热器以及气液分离器；

其中，所述原料罐的出口分别与所述第一固定床反应器的入口以及第二固定床反应器的入口连通，所述第一固定床反应器的出口与所述第一换热器的介质入口连通，所述第一换热器的介质出口与所述第二固定床反应器的入口连通；

所述第二固定床反应器的出口与所述第二换热器的介质入口连通，所述第二换热器的介质出口分别与所述第一浆态床反应器的入口以及第二浆态床反应器的入口连通，所述第一浆态床反应器的出口以及第二浆态床反应器的出口与气液分离器的混合入口连通；

所述第一固定床反应器中包括第一催化床，所述第二固定床反应器中包括第二催化床，其中，所述第一催化床的高径比为1:（1.5-2.0），所述第二催化床的高径比为1:（0.8-1.2）；

所述第一固定床反应器、第二固定床反应器的入口温度为280-350℃；所述第一浆态床反应器、第二浆态床反应器的入口温度为250-320℃；

所述第一甲烷化反应、第二甲烷化反应、第三甲烷化反应以及第四甲烷化反应在镍催化剂的催化下进行；

所述镍催化剂按照质量含量包括镍15-30%，余量为γ-Al₂O₃载体；

所述镍催化剂研磨为粒径10-40目的粉末使用；

所述镍催化剂在所述第一浆态床反应器、第二浆态床反应器的惰性浆液中的浓度为0.013-0.050g/ml，所述惰性浆液选自石蜡烃、导热油以及氢化三联苯中的至少一种。