本发明专利技术的煤基合成气生产LNG的方法包括：使煤基合成气在一段、二段、三段和四段甲烷化反应器中分别进行甲烷化反应而得到富甲烷气体；以及使所得到的富甲烷气体经过脱碳和液化处理而得到产品LNG，其中煤基合成气分成两股，第一股与循环气和/或循环液混合后进入一段甲烷化反应器，而第二股与所述一段甲烷化反应器的出口气体混合后进入二段甲烷化反应器，并且其中一段和二段甲烷化反应器中装有用于甲烷合成和水煤气变换的双重功能催化剂。通过本发明专利技术的方法，能够以低nH2/nCO比的煤基合成气生产LNG，提高有效气体的利用效率，同时能够降低产品气中CO的含量，并降低设备投资和整个工艺的复杂性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及甲烷化工艺，特别涉及由煤基合成气甲烷化制液化天然气(LNG)的方法。
技术介绍
中国基础能源的格局是富煤贫油少气，中国资源禀赋的特点决定了煤炭资源在未来很长一段时间内作为能源主体被开发和利用，利用较为丰富的煤炭资源发展煤制天然气，不仅能改善中国能源消费结构，而且能促进煤炭的高效清洁利用，而将天然气制成LNG， 更加方便运输。合成气甲烷化的主要反应为C0+3H2 — CH4+H20ΔΗ0 = -206. 2KJ/mol可以看出，甲烷化正常反应氢气和一氧化碳的摩尔比应为3。现有的煤基合成气甲烷化技术大都要求在前面的工段通过水煤气变换反应将ηΗ2/ηω调整到3左右或者大于 3后再进入甲烷化工段，例如专利公开CN102344841A要求煤基合成气首先通过脱硫变换后气体组成中H2含量为65%-70%，CO含量为18%-22%。然而，在绝热反应器中伴随着甲烷化反应强放热，温度也不易控制；并且产品气中含有较高浓度的H2没有反应完全，有效气体利用率较低。专利公开CN102010284A提供了一种煤基合成气甲烷化生产代用天然气的方法， 其中煤基合成气通过变换、净化得到H2/C0为2. 5以上的合成气，其经过一系列反应器，最后通过变压吸附分离出CH4。然而，首先，该方法得到的产品气体只是代用天然气而不是液化天然气；其次，虽然依此方法可以以H2/C0小于3进入甲烷化反应器并得到甲烷，但是从最终反应器出来的气体中会含有大量未反应的CO，不仅增加了变压吸附分离的难度并使得有效气体的利用率也低，而且其CO含量远高于LNG的规定含量。此外，虽然现有的部分煤基合成气甲烷化技术中使用循环工艺，但其中都要求循环气在进入循环压缩机之前降到100°C _180°C甚至更低的温度，这增加了设备投资和整个工艺的复杂性。
技术实现思路
本专利技术意在专利技术一种由低nH2/nCQ比(nH2/nCQ为1. 6-2. 3)的煤基合成气生产LNG的方法。在一个实施方式中，本专利技术提供一种由煤基合成气生产LNG的方法，所述方法包括使所述煤基合成气在一段甲烷化反应器、二段甲烷化反应器、三段甲烷化反应器和四段甲烷化反应器中分别进行一段甲烷化、二段甲烷化、三段甲烷化和四段甲烷化反应而得到富甲烷气体；和使所得到的富甲烷气 体经过脱碳和液化处理，从而得到产品LNG，其中，所述煤基合成气中的氢气和一氧化碳的摩尔比nH2/nro为1. 6-2. 3，所述煤基合成气分成两股，第一股所述煤基合成气和循环气和/或循环液混合后进入所述一段甲烷化反应器，而第二股所述煤基合成气与所述一段甲烷化反应器的出口气体混合后进入所述二段甲烷化反应器，并且所述循环气的温度为200-300°C，并且其中所述一段甲烷化反应器和所述二段甲烷化反应器中装有用于甲烷合成和水煤气变换的双重功能催化剂，所述双重功能催化剂由10 60%的载体、I 15%的 N1、I 15%的Co、I 15%的Mo以及I 5%的助剂组成。在一个优选实施方式中，所述煤基合成气在进入甲烷化反应器之前经过脱硫处理以使煤基合成气中的总硫< 20ppb。在一个优选实施方式中，所述循环气是来自甲烷化工段的出口气体或来自外部的气体。在一个优选实施方式中，所述循环气是来自于所述二段甲烷化反应器的出口气体或来自三段甲烷化反应器的出口气体。在一个优选实施方式中，所述煤基合成气和所述循环气与循环液混合后进入所述一段甲烷化反应器。在一个优选实施方式中，所述循环液是来自甲烷化工段产生的工艺水或者来自外部的脱盐水。在一个优选实施方式中，所述双重功能催化剂的载体是MgAl2O4，所述双重功能催化剂的助剂是κ20。在一个优选实施方式中，所述三段甲烷化反应器和所述四段甲烷化反应器中装有常规的甲烷化催化剂。在一个优选实施方式中，进入所述一段、二段、三段和四段甲烷化反应器的入口气体温度为280-350°C。在一个优选实施方式中，所述一段和二段甲烷化反应器的出口气体的温度为 500-800°C，所述三段甲烷化反应器的出口气体的温度为400-600°C，所述四段甲烷化反应器的出口气体的温度为320-500°C。在一个优选实施方式中，所述一段、二段和三段甲烷化反应器的出口气体通过废锅回收热量以产生蒸汽。在一个优选实施方式中，所述脱碳是湿法脱碳或干法脱碳。通过本专利技术的方法，能够以低nH2/nCQ比(nH2/nCQ为1. 6-2. 3)的煤基合成气生产 LNG，能够提高有效气体的利用效率，同时通过在一段和二段甲烷化反应器中使用特定的催化剂，并且煤基合成气与循环气(温度为200-300°C)和可选的循环液混合后进入，能够降低产品气中CO的含量，并降低设备投资和整个工艺的复杂性。附图说明图1为根据本专利技术一个实施方式的有循环气和循环液的工艺流程图2为根据本专利技术一个 实施方式的无循环液的工艺流程图。具体实施方式本专利技术的由煤基合成气生产LNG的方法包括使所述煤基合成气在一段甲烷化反应器、二段甲烷化反应器、三段甲烷化反应器和四段甲烷化反应器中分别进行一段甲烷化、 二段甲烷化、三段甲烷化和四段甲烷化反应而得到反应气；和使所得到的反应气经过脱碳和液化处理，从而得到产品LNG，其中，所述煤基合成气中的氢气和一氧化碳的摩尔比nH2/ nco为1. 6-2. 3，所述煤基合成气分成两股，第一股所述煤基合成气和循环气混合后进入所述一段甲烷化反应器，而第二股所述煤基合成气与所述一段甲烷化反应器的出口气体混合后进入所述二段甲烷化反应器，并且所述循环气的温度为200-300°C，并且其中所述第一段甲烷化反应器和所述第二段甲烷化反应器中装填用于甲烷合成和水煤气变换的双重功能催化剂，所述双重功能催化剂由10 60%的载体、I 15%的N1、l 15%的Co、l 15% 的Mo以及I 5%的助剂组成。优选地，所述煤基合成气在进入甲烷化反应器之前经过脱硫处理以使煤基合成气中的总硫彡20ppb。将净化后，nH2/nC0比为1. 6-2. 3的煤基合成气分成两股，第一股例如占总气量的40%-60%,混合循环气和/或循环液后进入一段甲烷化反应器内反应，一段甲烷化反应器出口气体混合第二股煤基合成气进入二段甲烷化反应器进行反应，二段甲烷化反应器出口气体再经过三段甲烷化反应器，降温脱水，最后进入四段甲烷化反应器，其出口气体经过脱碳、液化工段得到产品LNG。在本专利技术中，循环气可以取自二段甲烷化反应器的出口气体，也可取自三段甲烷化反应器的出口气体，也可以由外部气源供应。 优选地，在本专利技术中，煤基合成气和循环气与循环液混合后再进入一段甲烷化反应器，其中该循环液可以来自甲烷化工段降温脱水产生的工艺水，也可来自外部。优选地，第一股煤基合成气混合循环气和/或循环液，在压力为1. 2_6MPa、温度为 280-350°C下进入一段甲烷化反应器，以适应其中的装填的甲烷合成水煤气变换双重功能的催化剂的起活温度，合成气在反应器内发生水煤气变换反应和甲烷合成反应，出口温度为 500-800。。。一段甲烷化反应器出口气体经废锅回收热量后，与第二股煤基合成气混合，温度为280-350°C，进入二段甲烷化反应器内，其中的催化剂有甲烷合成和水煤气变换功能，合成气在该反应器内进行水煤气变换反应和甲烷合成反应，出口温度为500-800°本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由煤基合成气生产LNG的方法，所述方法包括：使所述煤基合成气在一段甲烷化反应器、二段甲烷化反应器、三段甲烷化反应器和四段甲烷化反应器中分别进行一段甲烷化、二段甲烷化、三段甲烷化和四段甲烷化反应而得到富甲烷气体；和使所得到的富甲烷气体经过脱碳和液化处理，从而得到产品LNG，其中，所述煤基合成气中的氢气和一氧化碳的摩尔比nH2/nCO为1.6?2.3，所述煤基合成气分成两股，第一股所述煤基合成气和循环气和/或循环液混合后进入所述一段甲烷化反应器，而第二股所述煤基合成气与所述一段甲烷化反应器的出口气体混合后进入所述二段甲烷化反应器，并且所述循环气的温度为200?300℃，并且其中所述一段甲烷化反应器和所述二段甲烷化反应器中装有用于甲烷合成和水煤气变换的双重功能催化剂，所述双重功能催化剂由10～60％的载体、1～15％的Ni、1～15％的Co、1～15％的Mo以及1～5％的助剂组成。
【技术特征摘要】
1.一种由煤基合成气生产LNG的方法，所述方法包括使所述煤基合成气在一段甲烷化反应器、二段甲烷化反应器、三段甲烷化反应器和四段甲烷化反应器中分别进行一段甲烷化、二段甲烷化、三段甲烷化和四段甲烷化反应而得到富甲烷气体；和使所得到的富甲烷气体经过脱碳和液化处理，从而得到产品LNG，其中，所述煤基合成气中的氢气和一氧化碳的摩尔比Iih2Aicm为1. 6-2. 3,所述煤基合成气分成两股，第一股所述煤基合成气和循环气和/或循环液混合后进入所述一段甲烷化反应器，而第二股所述煤基合成气与所述一段甲烷化反应器的出口气体混合后进入所述二段甲烷化反应器，并且所述循环气的温度为200-300°C，并且其中所述一段甲烷化反应器和所述二段甲烷化反应器中装有用于甲烷合成和水煤气变换的双重功能催化剂，所述双重功能催化剂由10 60%的载体、I 15%的N1、l 15%的Co、I 15%的Mo以及I 5%的助剂组成。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述煤基合成气在进入甲烷化反应器之前经过脱硫处理以使所述煤基合成气中的总硫(20ppb。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述循环气是来自甲烷化工段的出口气体或来自外部的气体。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：常俊石，刘雪飞，赵海龙，刘鹏翔，朱攀中，孙树英，雷志祥，张梅香，
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：
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