[发明专利]煤制替代天然气的无循环耐硫甲烷化工艺

权利要求书

1.一种煤制替代天然气的无循环耐硫甲烷化工艺，其特征在于：该工艺在包括以下装置的系统中进行：至少两级耐硫等温甲烷化反应器、至少两级精制等温甲烷化反应器、低温热发电模块和气体净化模块；

所述工艺包括如下步骤：

a、气化合成气经过原料预热器I(1)预热后，直接进入耐硫等温甲烷化反应器I(2)进行反应，并发生高压蒸汽形成高温气I，高温气I通过超高压蒸汽发生器I(3)发生蒸汽回收高温余热，再经过原料预热器I(1)预热后，进入耐硫等温甲烷化反应器II(4)进行反应，并发生高压蒸汽形成高温气II；

b、所述高温气II通过超高压蒸汽发生器II(5)发生蒸汽回收高温余热，然后通过锅炉给水预热器(6)降温，再通过除盐水预热器(7)进一步冷却后，进入低温热发电模块(8)进行发电，进一步回收低温余热，发电后的工艺气进入净化模块(9)进行净化处理，脱除硫化物、二氧化碳和水，净化处理后的工艺气通过原料预热器II(10)预热后进入精制等温甲烷化反应器I(11)进行反应，并发生高压蒸汽，反应后的出口气通过原料预热器II(10)预热，再进入精制等温甲烷化反应器II(12)进一步反应，并发生高压蒸汽，然后通过高压蒸汽发生器(13)发生高压蒸汽；

c、从高压蒸汽发生器(13)形成的出口气送至低温热发电模块(8)进行发电后，进行冷却和气液分离，得到替代天然气产品(18)；

步骤c中，所述冷却和气液分离的步骤包括：从高压蒸汽发生器(13)形成的出口气送至低温热发电模块(8)进行发电后依次进入空冷器(14)和水冷器(15)进一步冷却，在产品分液罐(16)进行气液分离，得到替代天然气产品(18)并分离出工艺凝液(19)。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述耐硫等温甲烷化反应器I(3)和耐硫等温甲烷化反应器II(4)中装填钼基催化剂，所述钼基催化剂的活性组分为5-40wt％的MoO₃。

3.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述耐硫等温甲烷化反应器I(3)和耐硫等温甲烷化反应器II(4)的入口温度均为250-350℃，出口温度均为400-550℃，空速均为1500-9000h^-1。

4.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述精制等温甲烷化反应器I(11)和精制等温甲烷化反应器II(12)的入口温度均为250-300℃，出口温度均为300-400℃，空速均为4000-10000h^-1。

5.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述耐硫等温甲烷化反应器I(3)和耐硫等温甲烷化反应器II(4)、精制等温甲烷化反应器I(11)和精制等温甲烷化反应器II(12)均采用列管式固定床等温反应器，列管内为锅炉给水，列管外为催化剂床层。

6.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述低温热发电模块(8)采用水蒸气朗肯循环或者有机朗肯循环。

7.根据权利要求6所述的工艺，其中，所述低温热发电模块(8)入口的工艺气温度为100-200℃，出口的工艺气温度为70-100℃。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的工艺，其中，所述净化过程为物理吸收；所述净化模块(9)所用溶剂为甲醇、MDEA或者聚乙二醇二甲醚同系混合物。