[发明专利]一种低阶煤分质利用的LNG制备工艺

说明书

本发明公开一种低阶煤分质利用的LNG制备工艺，通过利用低阶煤中的挥发分和煤质，从而获得LNG合成原料所需的CO和H₂，来制备LNG，LNG中的杂质少，质量高，充分有效地利用了低阶煤中的挥发分，而且制造LNG原料丰富，成本较低，大大节省了生产成本，而且还富产高价值的提质煤和煤焦油，符合国家煤炭综合利用方向，并且通过甲烷合成工艺和液化工艺工艺耦合，甲烷合成工艺具体步骤间的耦合，甲烷合成工艺和其他煤加工工艺耦合，为相应的工艺提供能量。

技术领域

本发明涉及低阶煤分质利用技术领域，尤其涉及一种低阶煤分质利用的LNG制备工艺。

背景技术

我国是一个富煤、贫油、少气的国家，煤炭消费量占一次能源消费量的60％以上，这决定了在相当长的一段时间内，以煤为主的能源结构难以改变。从已探明的煤矿品质看，我国煤炭中低阶煤所占比重非常大，因而合理而高效的利用中低阶煤生产高品质化工产品显得尤为重要。近些年来，煤气化、煤热解、煤气净化及煤气分离等技术的不断发展，使中低阶煤的清洁高效利用得到了越来越多的重视。

天然气是一种高效清洁的能源。近几年，随着“陕气进京”、“西气东输”等国家级燃气输送工程的相继建成和投入使用，天然气的需求量呈爆发式增长。据预测，2015年，中国天然气的需求量将达到1700亿Nm3～2100亿Nm3，而同期的天然气产量只能达到1400亿Nm3，供需缺口约300亿Nm3～700亿Nm3。为了解决我国天然气的供需矛盾问题，除了立足国内资源并积极利用世界其他国家的天然气资源外，还需寻求其他替代途径。

采用优质的煤炭例如无烟煤来制备LNG，LNG的产率虽然较高，但是生产成本较高。而我国很多中低阶煤的品质差、灰分高、含水量高，利用低阶煤制备LNG，可降低LNG的生产成本。通常是将低阶煤热解后得到粗制煤气，一般热解是在有大量氧气(或空气)的条件下进行的，热解时一部分低阶煤将于氧气反应用于供热并且产生了大量的CO₂。由于CO₂不能燃烧，属于无效气体，并且因为有氧燃烧，粗制煤气中含氮量过高，降低了粗制煤气中H₂和CO能量密度，使粗制煤气热值降低，除了回炉燃烧外，热解产出粗制煤气难有其它经济价值。而煤气化过程最大的问题在于未充分利用煤炭中所蕴含的化学组分，不能将其分子全部打断生产CO、H₂，再进行化学合成LNG。而低阶煤气化还原、重整技术和LNG合成技术则可以最大限度的将煤炭中的化学组分以LNG的形式保留下来。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种低阶煤分质利用的LNG制备工艺，通过将净化气在至少5个串联的反应器中反应，合成甲烷，然后结合液化工艺工艺，得到LNG产品使得本工艺兼有原料成本低廉，大大节省了生产成本，并且所制备的LNG中的杂质少，质量高，充分有效地利用了低阶煤中的挥发分，并且通过甲烷合成工艺和液化工艺工艺耦合，甲烷合成工艺具体步骤间的耦合，甲烷合成工艺和其他煤加工工艺耦合，还能为相应的工艺提供能量。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种低阶煤分质利用的LNG制备工艺，包括以下步骤：

(1)通过气化还原工艺将低阶煤，制备得到提质煤和富气，所述提质煤和/或富气制备得到包含CO、CO₂和H₂的净化气，往第一反应器中加入所述净化气，预热所述净化气，使得所述净化气的温度为150-500℃；

(2)将步骤(1)得到的净化气，成为第一甲烷合成料进入第二反应器，在所述第二反应器中，在第一耐高温甲烷催化剂存在的环境中，所述第一甲烷合成料的一氧化碳、二氧化碳和氢气反应，合成甲烷，得到第一甲烷物流；

(3)将第一甲烷物流，成为第二甲烷合成料进入第三反应器，在所述第三反应器中，在第二耐高温甲烷催化剂存在的环境中，所述第二甲烷合成料的一氧化碳、二氧化碳和氢气反应，合成甲烷，得到第二甲烷物流；