[发明专利]合成气甲烷化反应的方法

权利要求书

1.一种合成气甲烷化反应的方法，包括以下几个步骤：

a）合成气在压力3.0~5.5MPa，温度20~60℃条件下分成N股，与来自甲烷化反应后的循环气混合，形成N股原料气；

b）第一股原料气从含有K段床层的多段层式固定床反应器的上端进料，其中，反应器中含有甲烷化催化剂，2≤N≤K；

c）第N-1股原料气分别进入反应器的各床层之间，与来自上一段催化剂床层的物流混合形成混合气；在各反应器催化剂床层间设有温度测量控制仪表，测量混合气的温度，在循环气管道上设有流量控制阀，控制与合成气混合的循环气的流量，根据测量的混合气的温度，调节控制阀的流量，使各床层间混合气温度维持在300~400℃；

d）反应器出口得到包含有CH₄、H₂O和未转化的CO、CO₂、H₂的出口气；

e）出口气与原料气换热后，再与蒸汽换热，形成物流I；

f）物流I分成物流II和物流III，物流II分为N股，作为循环气，返回步骤a）与合成气混合形成原料气；物流III进入下一级甲烷化反应器进行甲烷化反应。

2.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反应的方法，其特征在于进入反应器第一段床层之前的原料气与反应器出口气换热或加热至250~450℃；以作为原料的总合成气体积计，每股合成气占总体积的0.1~50%。

3.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反应的方法，其特征在于物流II经过压缩机升压到3.0~5.5MPa，降温到20~80℃后，分成N股；压缩机可为离心式压缩机、往复式压缩机或螺杆压缩机。

4.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反应的方法，其特征在于以物流I的体积百分比计，物流II占70~90%；物流III占10%~30%。

5.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反应的方法，其特征在于原料合成气中按照体积比H₂:CO=2.5~4.2:1；步骤a）中循环气与进入甲烷化反应器原料合成气的体积比为1~4:1；以作为循环气的物流II的总体积计，每股循环气占总体积的0.1~50%。

6.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反应的方法，其特征在于进入第一段催化剂床层的原料气温度为260~350℃，压力为3.0~5.5MPa；出口气温度在500~700℃。

7.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反的方法，其特征在于各催化剂床层催化剂组成以重量分数计包括以下组分，镍20~60份，载体Al₂O₃40~80份。

8.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反的方法，其特征在于分成N股的循环气管路上装有N-1个流量调节阀，测量控制仪表通过调节控制阀开度来增大该股循环气流量降低混合气的温度或者降低该股循环气流量来提高混合气的温度从而保持混合气温度。

9.根据权利要1所述的合成气甲烷化反应的方法，其特征在于甲烷化反应器的催化剂床层间有气体分布结构，其结构为圆环式多孔排气管道。

10.根据权利要求1所述的合成气甲烷化反应的方法，其特征在于2≤N≤K≤20。