[发明专利]一种精细控制产品质量的焦炉气甲烷合成工艺

权利要求书

1.一种精细控制产品质量的焦炉气甲烷合成工艺，其特征在于焦炉气经过精制将总硫含量脱除至0.1ppm以下进入甲烷合成单元，经过四个反应器串联的绝热甲烷合成工艺制取合成天然气；通过在第一、第二、第三反应器前分步补碳，并根据产品气中氢气含量动态调节第三反应器入口补碳量的方法，实现产品气质量的精细控制。

2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于第一、第二反应器入口气体中的补碳量，以控制催化剂床层最高温度不超过700℃为基准。

3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于通过在线检测产品气中氢气含量来动态调节第三反应器入口气体中的补碳量。

4.如权利要求1、2或3所述的工艺，其特征在于补碳采用的碳源为低氢碳比的气体，包括CO、CO₂、水煤气或者它们的混合气。

5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于在第二、第三反应器之间，或者在第三、第四反应器之间设置冷凝分离器，将气体温度降至 140℃以下以分离掉绝大部分反应生成的水，以提高甲烷合成反应深度，使产品气中H₂+CO₂<1%（vol），烃类含量>94%（vol）。

6.如权利要求1所述的工艺，其特征是通过以下步骤完成：

A）焦炉气精制：焦炉气进行脱焦油、萘、苯、氨处理，然后压缩升压至1.0~8.0MPa，再经NHD法脱硫、有机硫加氢转化、精脱硫，将总硫含量脱除至0.1ppm以下；

B）高温甲烷合成：第一、第二甲烷合成反应器为高温反应器，装填使用宽温甲烷合成催化剂，净化合格的焦炉气补碳使CO+CO₂总含量<12%，然后进入第一反应器，控制补碳量使第一反应器中催化剂床层最高温度不超过700℃，气体经过废热锅炉发生11MPa以上的超高压蒸汽后再次补碳，混合均匀后进入第二甲烷合成器，控制CO+CO₂总含量<12%，并控制第二反应器中催化剂床层最高温度不超过700℃，反应后气体也经过废热锅炉发生11MPa以上的超高压蒸汽；

C)低温甲烷合成：第三、第四反应器为低温反应器，装填使用低温甲烷合成催化剂，气体先后经过第三、第四反应器反应后得到产品气，通过在线检测产品气中的氢气含量来动态调节在第三反应器前的补碳量，以控制产品气中的H₂+CO₂总含量<1%，得到烃类含量94%以上的合成天然气；

D)第二、第三反应器之间，或者在第三、第四反应器之间设置冷凝分离器，将气体温度降至 140℃以下以分离掉绝大部分反应生成的水，以提高甲烷合成反应深度。