一种由煤制取ＳＮＧ的方法及其装置，其方法是将煤气化经耐硫变换并调节气体中ＣＯ、ＣＯ２和Ｈ２的比例，将有机硫转化为无机硫，再经气体净化脱除气体中硫和部分ＣＯ２，使气体组份满足：后，送入甲烷化反应器中进行Ｈ２、ＣＯ和ＣＯ２甲烷化反应合成ＳＮＧ（天然气）；其装置包括煤气化工序、耐硫变换工序、净化工序和甲烷化工序，尤其是甲烷化工序的甲烷化反应器采用水冷式列管结构，迅速将反应热移走，避免催化剂过热，移出的热量副产中高压蒸汽作为压缩机和泵等设备的动力，使反应热得到合理利用，生成的合成天然气可以直接供城市居民作为燃料或进一步加工ＳＮＧ和ＬＮＧ。与和现有的反应器甲烷化流程相比，具有流程短、投资省、热能利用率高的优点。
【技术实现步骤摘要】
—种由煤制取SNG(合成天然气)的方法，即通过将煤气化经变换和净化，然后通 过甲烷化反应，使H2、C0和C02合成天然气SNG。特别涉及到一套实现上述方法的化工工艺 装置。属化工工艺技术和能源开发的领域。
技术介绍
我国是油、汽资源短缺，煤资源相对比较丰富的国家。适度地发展煤化工既可以得 到替代石油的运输燃料油品(合成油)，也可以得到替代石油的基本石油(乙烯，丙烯)化 工原料，还可以得到替代天然气的人工合成天然气。这对保证我国能源安全和经济的可持 续发展具有重要意义。 随着国内可持续发展战略和加强环保等政策的实施，国内对天然气的需求将与日 倶增。预计2010年我国天然气需求量将达到1000 1100亿m 同期天然气产量只能达到 900 950亿m3，预计到2020年我国天然气需求量将达到2000亿m3，同期的天然气产量只 能达到1400-1600亿m3，因此今后几年天然气的供需矛盾问题的解决必然是多渠道、多方式 的供给，方能满足日益增长的市场需要，煤制取合成SNG就是获得天然气的一种方式。最近 美国正在兴建几套大型煤制天然气项目，在我国国家发改委也批准了内蒙古40亿m3和16 亿m3两套煤制天然气项目开展前期工作。目前这些项目中选用的气化方法绝大多数为鲁 奇加压气化技术，操作压力3. OMPa，粗煤气组分约为 组分C02 CO H2 CH4N2 E VOL% 26.4 23.48 39.48 8.48 1.96 100 在煤制取天然气的技术中，因为合成CH4的反应是一个强放热反应，反应热不及时 移走，常常会引起催化剂过热而失活。为了快速移走反应热，目前所用的工艺是设计多段固 定床绝热反应器，操作温度250-670°C ，在段间设置换热器的方法，移走反应器中热量，副产 蒸汽。有流程长、投资高、热能回收率低等缺点。本专利技术是利用当代前沿科技的新村料，新 技术制作的内部换热式即水冷式反应器，操作温度在250-45(TC范围内，具有流程短，热回 收率高的特点。 近年来，对于煤制SNG(合成天然气)的方法国内已有一些专利作了介绍，专利号 为CN101338231A，其名称"煤制天然气或氢"的专利中介绍了以煤为原料，煤在制气中加氢的气化方法，生产类天然气，其组成为C仏含量50 100%，氢气含量0 50%，还有少量的CmHn，(A、H2、N2和C0等。其热值接近中热值煤气，为了区别于富甲烷高热值的天然气，定名为类天然气，用类天然气制氢时，要经净化，蒸汽转化后再用变压吸附或膜分离制取纯 氢，该专利只能外供类天然气或者将类天然气进行净化，变压吸附或膜分离才会得到天然 气，其存在工艺复杂，流程长，投资高的问题。 专利号为CN101434879A，其名称"以焦炉气和煤为原料制甲醇合成气和压縮天 然气的方法"的专利中，所述的压縮天然气是直接从焦炉气中(焦炉气中的甲烷含量24 26% (vol%))通过变压吸附分离而获得，从本质上讲不是煤制天然气。本专利技术与以上两专利的区别在于本专利是直接以煤原料而专门制取SNG(合成天然气)的方法。
技术实现思路
本专利技术的宗旨之一是将煤气化通过变换调节H2、CO和C02的比例，在气体净化时除去其中硫和部分C02，使气体中H2、C0和C02的化学计量达到<formula>formula see original document page 4</formula> ，该气体在经甲烷化反应器时合成SNG(合成天然气)，反应中放出的热量生产中高压蒸汽，作为压縮机的动 力，热能回收率高且得到高效利用。 本专利技术解决工艺问题的技术方案是一种煤制取合成天然气SNG的方法，其工艺 过程如下 1、将煤、蒸汽和纯氧在加压气化炉中进行气化，生成粗煤气，气化压力通常选用 3. 0MPa或4. 0MPa等。 2、粗煤气在经耐硫变换时，经变换反应CO+H20 — H2+C02，调节气体中H2、 CO和C02 的比例，同时将气体中绝大部分有机硫转化为无机硫。 3、变换后的气体经气体净化工序时(可选用低温甲醇洗或NHD法+精脱硫)，除去其中的硫，达到总硫《0. l卯m，脱除其中的部分C02，满足化学计量比<formula>formula see original document page 4</formula>的要求。 4、净化气在经甲烷化反应器时，在Ni系催化剂作用下，HyCO和C02进行甲烷化反 应，生成合成天然气SNG，与此同时放出的反应热加热管程水，生产出高压蒸汽，作为压縮机 或泵的动力。 本方法中煤气化和甲烷化均在同压力等级下完成，且甲烷化工序不设循环回路， 一次通过即可达到工艺指标。 本方法中煤气化、耐硫变换、气体净化技术为成熟技术，只是据进甲烷化反应前指标<formula>formula see original document page 4</formula>的要求，工艺操作参数如变换率、净化度有不同。 本方法中甲烷化反应器是水冷式反应器(立式或卧式)，附催化剂的载体是八1203，催化剂装在反应器中壳程，操作温度250 450°C。 本专利技术的宗旨之二是选择实现上述方法的一套工艺装置。 本专利技术通过下述一套工艺装置实现煤制合成天然气SNG的方法，其中包括煤气化 工序、耐硫变换工序、气化净化工序和甲烷化工序。其特征在于煤气化工序是加压气化，甲 烷化工序操作压力略低于气化压力。整个装置流程短、投资省，且节能。本专利技术的优点之一，其特征在于甲烷化反应器是水冷式结构，操作压力与煤气压 力接近，温度250 45(TC，在进甲烷化反应器的水管上安装有水泵，通过加快水流动方式， 加大传热强度，控制催化剂床层的反应温度，使其维持在一个范围中，防止催化剂过热。 本专利技术的优点之二，其特征在于工艺装置中设有耐硫变换和气体净化工序，确保进甲烷化工序的气体中总硫《0. l卯m，化学计量比<formula>formula see original document page 4</formula>这两项措施可使催化剂使用寿命长，合成的产率高。本专利技术的优点之三，其特征在于热能回收率高(> 90% )，可生产高品味的中高动设备(压縮机、泵等)作为动力。 附图说明 图1是本专利技术的具体实施方式之一的工艺方块流程图。 图2是本专利技术的具体实施方式之二的工艺方块流程图。具体实施例方式通过附图和实施例对本专利技术可更详细地介绍，但并不是对本专利技术的保护范围的限定。 实施例1 如图1所示，煤、蒸汽和02在加压气化炉(通常压力、3. 0Mpa、4. OMpa)中制得粗煤 气，粗煤气经耐硫变换时，可调节HyCO和(A比例，同时将气体中绝大部分有机硫转化为无 机硫，变换气经气体净化工序时，脱除其中的有机和无机硫，使气体中总硫《0. lppm，也脱除部分(A，使净化后的气体中达到化学计量比:"20^09 - 4 。净化气在甲烷化工序中，由于Ni系催化剂作用完成甲烷化反应，即生成SNG(合成天然气)，出甲烷化的气体中C02和 H2的含量均《0. 1% (VOL) ， CO含量测不出。反应热由强流动水带走而生产中高压蒸汽。 实施例2 如图2所示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由煤制取合成天然气ＳＮＧ的方法，其特征是：先将煤气化，再通过耐硫变换，调节气体中Ｈ↓［２］、ＣＯ和ＣＯ↓［２］的比例，然后将变换气进行气体净化，脱除部分ＣＯ↓［２］和全部的无机硫和有机硫后，在催化剂的作用下，在甲烷化反应器中进行甲烷化反应，反应后的气体即为合成天然气ＳＮＧ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢克昌，苗茂谦，张文效，乔海星，赵炜，上官炬，王殿忠，白玉祥，张永发，
申请(专利权)人：山西科灵环境工程设计技术有限公司，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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