[发明专利]一种利用焦炉气制取合成天然气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成天然气的制取方法，具体涉及一种利用焦炉气制取合成天然气的方 法。

背景技术

我国是一个焦炭生产大国，生产能力约3亿吨/年，外排焦炉气约600亿Nm³/年。其中的 焦炉气除了作为民用燃料、发电、合成甲醇外，很大一部分直接进入火炬中燃掉，既浪费了 资源，又污染了环境。焦炉气中含有的苯、萘、焦油等组分已经在化产部分回收，其余组分 为H₂54～59％、CH₄24～28％、N₂3～6％、CO₂1.4～2.5％、CO 5～8％、O₂0.3～0.7％，还有少 量的杂质硫化物。其资源特征是CH₄含量约1/4，H₂含量近60％。

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与日俱增，预 计2010年我国天然气的需求量将达到1000～1100亿m³，而同期的产量只能达到900～950亿 m³；2020年我国天然气的需求量将达到2000亿m³，同期产量只能达到1400～1600亿m³。因 此，为了解决我国天然气供求矛盾的问题，除了充足国内现有资源外，还必须多渠道、多方 式地扩大资源供给，合成天然气就是有效渠道之一。

最近几年，国内关于由焦炉气合成人工天然气(SNG)和液化天然气(LNG)的技术已经有许 多专利作了相关的阐述：CN1935956A、CN1952082A、CN1952083A、CN1952084A以及US4318997 等均公开了用焦炉气多段催化甲烷化反应制备人工天然气的方法，其显著的缺点是由于碳源 不足，焦炉气中的H₂没有得到充分利用。

CN101100622A公开了一种向焦炉气中补碳，利用多段催化甲烷化反应和PSA分离技术生 产合成天然气的方法。该方法虽然充分利用了焦炉气中的H₂资源，但也存在着流程长、投资 大、CH₄和热能回收利用率低的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用焦炉气制取合成天然气的方法，该方法通过向焦炉气中补 碳，优化焦炉气中H₂、CO、CO₂的化学计量比，以提高合成天然气的产率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用焦炉气制取合成天然气的方法，包括以下步骤：

a).焦炉气经粗脱硫，去除绝大多数无机硫和部分有机硫；

b).向粗脱硫后的焦炉气中补入碳源，使焦炉气中气体的体积百分比满足(H₂-3CO)/CO₂≈4的化学计量比，将混合气压缩升压至0.5～5.4MPa；

c).压缩后的混合气精脱硫，使其中的总硫≤0.1ppm；

d).净化后的混合气进入甲烷化反应器，在Ni系催化剂作用下进行甲烷化反应，得到轻 烃含量80～95％的人工天然气；

e).将制成的人工天然气进行深度脱碳和深度脱水；

f).除杂后的人工天然气经深冷分离，制备得到液化天然气，其热值约为8500Kcal/Nm³(35530KJ/Nm³)。

本发明中所述的补充碳源，可以是CO₂、CO、水煤气或它们的混合物。这些补充碳源可以 由化肥厂或甲醇厂的脱碳工序废气供给，也可以由化肥厂或甲醇厂的脱硫工序废气供给，还 可以从锅炉排出的烟气中回收。

本发明中的粗脱硫和精脱硫净化技术可以参照目前焦炉气制甲醇工艺中的方法。粗脱硫 采用湿式氧化法脱硫，经过该工序的焦炉气中H₂S≤20mg/Nm³，有机硫脱除率不低于50％。精 脱硫采用干法脱硫，使其中的总硫≤0.1ppm，其他杂质满足甲烷化要求。