一种耐硫甲烷合成工艺和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种耐硫甲烷合成工艺和装置，所述工艺包括如下步骤：经净化处理后的煤基合成原料气，与第一段耐硫甲烷合成反应器出口工艺气换热后，进入两段串并联的耐硫甲烷合成反应器，耐硫甲烷合成工段出口工艺气经换热冷凝后，在低温甲醇洗工段脱除工艺气中的H2S及大部分酸性气体如CO2等，工艺气经换热至所需温度后进入两段串并联的补充甲烷合成反应器甲烷化，然后进一步进入第三段低温甲烷合成反应器甲烷化，第三段低温甲烷合成反应器出口气经冷凝分离除水、变压吸附/深冷分离脱除CO2后得到天然气产品。

A Sulfur-Resistant Methane Synthesis Process and Device

The invention relates to a sulfur-tolerant methane synthesis process and device, which comprises the following steps: after purified coal-based synthetic feed gas exchanges heat with the process gas of the first sulfur-tolerant methane synthesis reactor outlet, it enters a two-stage series-parallel sulfur-tolerant methane synthesis reactor; after heat exchange and condensation, the process gas of the sulfur-tolerant methane synthesis section outlet is removed in the low temperature methanol washing section. The H2S and most acidic gases such as CO2 in the process gas are heated to the required temperature and then methanated in two supplementary methane synthesis reactors in series and parallel. Then methanation is further carried out in the third stage of low temperature methane synthesis reactor. After the outlet gas of the third stage of low temperature methane synthesis reactor is dehydrated by condensation separation, pressure swing adsorption/cryogenic separation, natural gas products are obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种耐硫甲烷合成工艺和装置
本专利技术涉及一种耐硫甲烷合成工艺和装置。
技术介绍
近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化步伐的加快，对天然气的需求日益增加。我国自身的天然气产量以无法满足生产生活需要，供需矛盾日益突出，进口依赖度逐年增大，对我国能源安全造成威胁。截至目前，在我国已建成的煤制天然气示范项目中，大多采用的煤制天然气技术是先将煤在高温高压条件下气化得到富含粗合成气的原料气，再经变换、甲烷化过程制得天然气产品。由于整套天然气制取工艺需经煤气化、除尘脱油、耐硫变换、脱硫脱碳后进行甲烷合成工段，要经历高温、低温、再高温的过程，能量利用效率差，导致工艺复杂、投资较大、能耗高，项目经济性差。近年来，耐硫甲烷合成技术成为研究的热点，由于该工艺所用原料气无需脱除硫化氢，可直接进行甲烷化反应，关键在于所使用的催化剂为Mo基双功能催化剂，该催化剂即具有甲烷化功能，又具有变换的功能，通过条件入口补水量可以调控甲烷化反应与变换反应的反应强度，同时Mo基催化剂具有非常好的抗积碳性能，降低了该工艺对原料气氢碳比的要求，从而使得工艺流程得到极大简化，达到节能降耗的目的。Mo基催化剂虽然具有很多优点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐硫甲烷合成工艺，其包括如下步骤：经净化处理后的煤基合成原料气，与第一段耐硫甲烷合成反应器出口工艺气换热后，进入两段串并联的耐硫甲烷合成反应器进行甲烷合成反应，耐硫甲烷合成工段出口工艺气经换热冷凝后，在低温甲醇洗工段脱除工艺气中的H2S及大部分酸性气体，工艺气经换热至所需温度后进入两段串并联的补充甲烷合成反应器甲烷化，然后进一步进入第三段低温甲烷合成反应器甲烷化，第三段低温甲烷合成反应器出口气经冷凝分离除水、变压吸附/深冷分离脱除CO2后得到天然气产品。

【技术特征摘要】
1.一种耐硫甲烷合成工艺，其包括如下步骤：经净化处理后的煤基合成原料气，与第一段耐硫甲烷合成反应器出口工艺气换热后，进入两段串并联的耐硫甲烷合成反应器进行甲烷合成反应，耐硫甲烷合成工段出口工艺气经换热冷凝后，在低温甲醇洗工段脱除工艺气中的H2S及大部分酸性气体，工艺气经换热至所需温度后进入两段串并联的补充甲烷合成反应器甲烷化，然后进一步进入第三段低温甲烷合成反应器甲烷化，第三段低温甲烷合成反应器出口气经冷凝分离除水、变压吸附/深冷分离脱除CO2后得到天然气产品。2.根据权利要求1所述的工艺，其中，补充甲烷合成工段所用工艺水来自工艺气中的冷却水；和/或煤基合成原料气为鲁奇气化工艺、德士古气化工艺、壳牌气化工艺、水煤浆气化工艺中的一种或多种获得的合成原料气。3.根据权利要求1所述的工艺，其中，经净化处理后煤基合成原料气干基组成为H2:20-40V％，CO:15-60V％，CO2:1-40V％，CH4:0-18V％，H2S:0.1-1.0V％，N2:0.2-2.5V％。4.根据权利要求1所述的工艺，其中，经净化处理后煤基合成原料气与第一段耐硫甲烷合成反应器出口气换热至300-380℃，分别进入两段串并联的耐硫甲烷化反应器，无需增设循环压缩机，其中进入第一段耐硫甲烷化反应器和进入第二段耐硫甲烷化反应器的原料气分配比为0.5-3.0:1，原料气中水含量可为5V％～30V％；和/或第一段和第二段耐硫甲烷合成反应器的反应温度为500-600℃，反应压力为1-7MPa，空速1000-5000h-1，第二段耐硫甲烷合成反应器出口工艺气中甲烷含量提升8％-18％，H2/CO的值为1.5-2.0。5.根据权利要求1所述的工艺，其中，耐硫甲烷合成催化剂为Mo基催化剂，其活性组分为MoS2，载体为AlO3、ZrO2、CeO2、MgO、TiO2中的一种或几种，助剂为K、W、Ni、Co、La及其氧化物中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的工艺，其中，低温甲醇洗出口工艺气经预热至260-300℃，分成两股进入两段以串并联型式连接的补充甲烷化反应器，进入第一段与第二段的体积分配比为0.5-2.0:1.0；和/或第一段与第二段补充甲烷化反应器的入口温度为260-300℃，第一段补充甲烷合成反应器的热点温度为450-600℃，第二段补充甲烷合成反应器的热点温度为400-600℃，第三段低温甲烷合成的热点温度为280-350℃；和/或补充甲烷化反应器均为绝热式固定床反应器，反应空速为5000-12000h-...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永泽，史立杰，李晨佳，冯璐瑶，张金舵，杨磊，刘鹏翔，刘雪飞，常俊石，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13