[发明专利]一种煤气化合成气制天然气工艺

权利要求书

1.一种煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：将煤气化制得的粗煤气进行净化处理，然后通过水汽变换调整合成气中H₂/3CO在0.8～2.0范围内，经过水汽变换调整H₂/3CO的合成气，进入合成气甲烷化单元，通过多段循环固定床绝热甲烷化工艺或内换热等温床甲烷化工艺，原料气中的氢气和CO、部分CO₂发生甲烷化反应生成产品气CH₄和H₂O，经过甲烷化后的产品气，进入CO₂捕获单元，制得甲烷浓度在95％以上，满足管输天然气标准的合成天然气。

2.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述净化处理过程是通过物理或化学方法全部或部分脱除合成气中的含硫物质、NH₃、颗粒、焦油杂质。

3.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的水汽变换可以通过如下方式之一完成：

先脱硫再进行低温变换工艺、先脱硫再进行中高温变换工艺、耐硫变换工艺、在甲烷化过程发生水汽变换反应。

4.按照权利要求3所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的变换工艺中采用如下变换催化剂中的一种或几种组合：

Cu-Zn系变换催化剂、Fe-Cr系变换催化剂、Co-Mo系耐硫变换催化剂。

5.按照权利要求3所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的在甲烷化过程中发生水汽变换的反应发生在混装有变换催化剂的甲烷化反应器内或具有变换功能的甲烷化催化剂上。

6.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的经过水汽变换的合成气中H₂/3CO在0.9-1.8范围内。

7.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的多段或多级循环固定床绝热甲烷化工艺中，甲烷化反应器至少三段或多级。

8.按照权利要求7所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的多段或多级循环固定床绝热甲烷化工艺中，甲烷化反应器四段或多级。

9.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的多段或多级循环固定床绝热甲烷化工艺中的循环气体源自任何段甲烷化反应器出口气体或者源自经过分水的甲烷化单元出口产品气。

10.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的多段或多级循环固定床绝热甲烷化工艺中，各段或各级甲烷化反应器入口气体为以下气体中的一种：新鲜原料气、新鲜原料气和从任何一级反应器出口气体循环回来的循环气体的混合气体、上一段甲烷化反应器出口气体。

11.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的内换热等温床甲烷化工艺中，甲烷化反应器至少两段或两级。

12.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述多段循环固定床绝热甲烷化工艺和内换热等温床甲烷化工艺中的反应器内填充异型Ni基甲烷化催化剂。

13.按照权利要求12所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的异型Ni基甲烷化催化剂形状为球状、柱状、七孔、苜蓿叶中的一种。

14.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的CO₂捕集工艺，采用物理或化学分离富集方法实现CO₂回收。

15.按照权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺，其特征在于：所述的合成气甲烷化产品气中甲烷的浓度在95％以上，CO、H₂低于1ppm。

16.权利要求1所述煤气化合成气制天然气工艺可以用于生物质制合成气以及其他含H₂、CO、CO₂气体制天然气过程。