[发明专利]一种以粗煤气为原料的甲烷合成工艺方法及其系统

摘要

本发明提供一种以粗煤气为原料的甲烷合成工艺方法及系统，根据系统入口粗煤气中CO和H₂含量来调节水汽含量，达到蒸汽消耗和反应后工艺气中CH₄含量的最佳平衡。粗煤气无需先经过CO变换和脱硫脱碳处理。采用等温反应器通过锅炉给水副产蒸汽移走反应热来降低装置的热点温度，而无需使用循环气压缩机进行气体循环来降低装置的热点温度，既降低了对设备和管道材料的要求，节省装置投资，也降低了装置的运行成本。通过配气达到控制绝热反应器出口温度的目的，满足下游蒸汽过热器对工艺气温度的要求，提高了装置的热回收等级。本发明特别适宜使用气流床煤气化技术（如Shell煤气化、GSP煤气化、HTL煤气化）生产的煤气进行甲烷合成。

主权项

1.一种以粗煤气为原料的甲烷合成工艺方法，其特征在于，根据系统入口粗煤气中CO和H2含量来调节水汽含量，达到蒸汽消耗与反应后工艺气中 CH4含量的最佳平衡；工艺流程包括：1）煤气水汽含量调节：根据系统入口粗煤气中CO和H2含量来调节水汽含量，使水汽含量FH2O满足：0.5*（FCO‑FH2）≤FH2O≤0.6*（FCO‑FH2），即水汽含量大于等于0.5倍的粗煤气中CO含量与H2含量之差，小于等于0.6倍的粗煤气中CO含量与H2含量之差；2）预反应：调节好水汽含量的粗煤气加热至预反应器催化剂启活温度后进入预反应器进行预反应，预反应器使用普通耐硫变换催化剂；3）配气控制及主反应：对经过预反应处理并回收热量后的粗煤气进行配气控制，通过1级等温反应器和2‑5级绝热反应器的反应处理与级间热回收，使粗煤气中的CO、H2反应最终生成CH4和CO2；4）合成气冷却及分离：完成反应的工艺气经低压废热锅炉、除盐水预热器回收热量和循环水冷却，经气液分离后送出系统。