[发明专利]一种甲烷化干重整耦合生产CO、H2的方法及装置

权利要求书

1.一种甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)粗脱硫：炼铁、炼钢过程中产生的煤气、转化后的还原尾气中的一种或两种经除水、除尘和粗脱硫处理；

(2)分离：粗脱硫后的工艺气一部分进入燃料管线，作为转化炉的燃料，绝大部分工艺气进入分离工段，在此完成物流分离；

(3)精脱硫：富甲烷气与来自分离工段分离的氢气混合进入精脱硫工段的加氢反应器，加氢后的物料和来自分离工段的CO、CO₂混合通过串联的第一脱硫槽和第二脱硫槽完成精脱硫；

(4)甲烷化：精脱硫后的物料进入甲烷化反应器；

(5)转化：甲烷化后的工艺气可经过或不经过转化炉换热段升温，进入转化炉，转化出口获得含CO、H₂的工艺气。

2.根据权利要求1所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，所述富甲烷气选自天然气、页岩气、油田气和焦炉气中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，步骤(3)中加氢反应器上段使用镍钼或钴钼镍催化剂，下段使用钴钼催化剂。

4.根据权利要求1所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，步骤(3)中所述第一脱硫槽使用氧化锌脱硫剂，第二脱硫槽使用组合装填，上段装填氧化锌脱硫剂，下段装填铜基终级脱硫剂。

5.根据权利要求1所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，步骤(4)中甲烷化反应器为列管式反应器，管内装填镍基甲烷化催化剂，管外为导热介质，其入口进料温度为295-300℃，出口温度为520-550℃。

6.根据权利要求1所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，转化炉为L型炉或倒L型炉，使用L型炉时，进料方式为上进下出，为反应提供热量的火焰在炉膛负压作用下垂直向下燃烧；使用倒L型炉时，进料方式为下进上出，为反应提供热量的火焰向上燃烧。

7.根据权利要求1所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，转化炉入口温度为520～580℃，出口温度大于850℃。

8.根据权利要求1所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的方法，其特征在于，将步骤(5)转化出口的工艺气作为冶金还原气，不降温，直接导入高炉；炼铁、炼钢过程中产生的煤气、转化后的还原尾气返回粗脱硫工段。

9.一种实现权利要求1-8任意一项所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂方法的装置，其特征在于，包括依次连接的粗脱硫装置、分离装置、加氢反应器、第一脱硫槽、第二脱硫槽、甲烷化反应器和转化炉，且粗脱硫装置还与转化炉的燃料管线相连接，分离装置还与第一脱硫槽连接。

10.根据权利要求9所述甲烷化干重整耦合生产CO、H₂的装置，其特征在于，还包括与转化炉出口相连接的高炉，且高炉还与粗脱硫装置相连接。