[发明专利]一种天然气水合物化学链转化联产醇氢的方法

说明书

本发明公开了一种天然气水合物化学链转化联产醇氢的方法。该方法通过氧载体制备、化学链重整、合成甲醇、化学链制氢、氧载体再生等步骤将天然气水合物气、液两相组成转化为甲醇和高纯氢气，实现了天然气水合物高值化利用，资源综合利用效率高。本技术无需传统合成甲醇过程中氧化介质制备的过程，具有工艺简单、成本低廉、清洁环保和产物经济效益好的优势，还部分解决了传统天然气水合物存储、运输难的问题，应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及燃料清洁转化、功能材料和环境保护领域，具体涉及一种天然气水合物化学链转化联产醇氢的方法。

背景技术

天然气水合物是形成于低温高压条件下的具有笼状结构的似冰状结晶化合物，主要产于海底沉积物和陆上永久冻土带中，具有非化学计量性、相平衡特性、自保护特性等性质。天然气水合物中蕴含了巨大的天然气资源，1m³天然气水合物相当于160～180m³(标准)的天然气，以此估算，全球天然气水合物矿藏中储藏了约1.8×10¹⁶～2.1×10¹⁶m³天然气资源，其总量相当于全球已探明煤炭、石油和天然气资源总量的2倍。有研究表明，仅中国南海的天然气水合物总资源量就相当于643.5～772.2亿吨油当量，相当于我国陆上油气总资源量的一半以上。大力发展天然气水合物的开发利用技术对于缓解我国能源供应危机、保护生态环境和降低碳排放具有重大意义。

当前针对天然气水合物研究主要集中勘探、开采阶段。中国发明专利CN202111352922.5公布了一种主动激发式海底水合物储层垂向含量分布精准评估装置，其通过气体收集机构和旋入式长套管及数组热激发机构实现海底水合物储层垂向含量分布精准评估。中国发明专利CN201510325300.1公布了一种利用超声波开采海底表层天然气水合物的方法及装置，其通过超声波发生器发出的超声波带动破碎头振动与天然气水合物作用，破碎成颗粒浆，然后收集分解天然气，实现连续开采。中国发明专利CN201810226738.8公布了一种利用耦合冷冻墙降压开采海洋天然气水合物的方法，其通过在天然气水合物导入制冷管网，形成冷冻墙的方式实现天然气水合物的开采。中国发明专利CN201810346002.4公布一种利用电磁加热方式开采天然气水合物的方法，其采用射流的方式将含有铁粉的钻井液注入到天然气水合物储层中，利用高频电加热原理,将交流电转化为高频电流,产生高频磁场，当磁场内磁力线通过绝缘的天然气水合物储层作用铁粉时，磁力线被切割，产生涡流，使铁粉自身发热，从而达到加热天然气水合物储层的目的，实现天然气水合物储层的热激发开采。此外，目前天然气水合物开采手段还包括降压法、注入化学试剂法和气体置换法等。

上述专利涉及天然气水合物的探测和开采等流程，但未涉及天然气水合物后续资源化利用过程。2017年，中国在南海神狐海域连续试开采天然气水合物60天，取得了持续产气时间最长、产气总量最大等多项重大突破性成果，代表了目前全世界最高水平。因此，开展天然气水合物清洁、高值化利用对我国意义重大。在此基础上，本发明提供了一种天然气水合物化学链转化联产醇氢的方法，可以解决天然气水合物后续清洁高值化利用的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气水合物化学链转化联产醇氢的方法。

本发明采取的技术方案如下：

一种天然气水合物化学链转化联产醇氢的方法，包括以下步骤：

(1)天然气水合物经分级减压释放得到气相产物和液相产物；

(2)气相产物与氧载体、助剂在反应器中通过化学链重整制备合成气，反应温度为750～1000℃，发应时间为25～35min；

(3)合成气与合成甲醇催化剂反应制备甲醇，反应温度为200～290℃，压力为3～8Mpa，反应时间为0.5～3s；

(4)液相产物与化学链重整后的氧载体反应制备氢气，反应温度为750～1000℃，发应时间为20～35min；