[发明专利]无碳排放一步法合成人工天然气的方法和设备

权利要求书

1.一种由煤制合成气和焦炉气等原料，经甲烷化一步法反应制合成天然气的方法，其特征是合成人工天然气的生产中无CO₂排放，即实现碳的零排放合成人工天然气。

2.根据权利要求1所述无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是采用焦炉气和煤制合成气用量比例按照混合气中氢碳比(H₂-CO₂-2O₂)/(CO+CO₂)的mol分子数比为3配成。

3.根据权利要求1所述无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是混合气可以按煤制合成气的气量mol数和焦炉气的mol数比例算得，式中Y_CO、为配气用焦炉气中各组成的mol分率，、Y_CO′、为配气用煤制合成气中各组成的mol分率。

4.根据权利要求1所述无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是用于配成的混合气经过气体净化，除去H₂S等对催化剂有害的气体后，经进出塔气换热升温后不单独进行CO变换，在水冷反应器(105)中镍系等甲烷化催化剂作用下一步法合成人工天然气，出塔气与进塔气换热降温后，再经空气冷却器或水冷却器(107)到约30℃冷凝分离液相水分，得到人工天然气。

5.根据权利要求1所述无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是甲烷化反应器用水作冷却介质吸收催化剂床层甲烷化的反应热汽化产生高压蒸汽，用连通的汽包压力控制汽化温度和甲烷化反应温度。

6.根据权利要求1所述无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是甲烷化反应器用水作管内流动的冷却介质水吸收管外催化剂床层甲烷化的反应热汽化产生高压蒸汽，用连通的汽包压力控制汽化温度和甲烷化反应温度。

7.根据权利要求1所述无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是甲烷化反应器用水作管间流动的冷却介质水吸收管内催化剂床层甲烷化的反应热汽化产生高压蒸汽，用连通的汽包压力控制汽化温度和甲烷化反应温度。

8.根据权利要求1所述无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是出甲烷化反应器的气体温度＜430℃，更优为＜350℃。

9.根据权利要求1无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是出塔气出甲烷化塔换热后不循环，进一步去冷却分离水得到产品气。

10.根据权利要求1无碳排放一步法合成人工天然气的方法，其特征是小部分气体与原料气的比例＜1，经循环机升压后，和原料混合气汇合去甲烷化塔反应。