[发明专利]一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺

权利要求书

1.一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，粉煤气化单元制得的合成气先经CO变换单元调整氢碳比，所得的变换气再进入净化脱硫单元脱除含硫组分，生成的脱硫净化气接着进入甲烷化单元完成甲烷化反应，制得的粗甲烷气经脱水深冷分离后制得中压液体CO₂和粗甲烷产品气，其中，中压液体CO₂经增压、再气化后返回粉煤气化单元，粗甲烷产品气继续经净化脱碳单元脱除剩余CO₂气体，即得到甲烷产品气。

2.根据权利要求1所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，所述的甲烷化单元由多段绝热固定床反应器或等温反应器组成，其内部填充的催化剂包括Ni基甲烷化催化剂，钌基甲烷化催化剂，或Ni基甲烷化催化剂与钌基甲烷化催化剂、CO变换催化剂的组合。

3.根据权利要求2所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，所述的甲烷化单元中甲烷化反应过程中的反应放热由原料气、水和/或任一段反应器的出口气体移出。

4.根据权利要求1所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，所述的粗甲烷气的脱水满足：其脱水干燥后含水量小于80ppmv。

5.根据权利要求4所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，所述的脱水方法包括冷却脱水法、溶剂吸收法、固体吸附法或膜分离法。

6.根据权利要求1所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，所述的深冷分离过程具体为：利用粗甲烷气中的CO₂的压力能，通过深度冷却使粗甲烷气的温度低于CO₂气体的冷凝温度，使CO₂气体从粗甲烷气中冷凝分离出来，再进一步精馏提纯制得压力等级1～3MPa(G)的中压液体CO₂。

7.根据权利要求6所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，深冷分离的温度为-5℃～-45℃，其冷量来源包括制冷剂以及净化脱硫单元和净化脱碳单元的富余冷量。

8.根据权利要求1或6所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，所述的中压液体CO₂的增压过程为：由低温液体泵将其增压至5～12MPa(G)。

9.根据权利要求1所述的一种用于粉煤气化合成气制天然气的节能工艺，其特征在于，增压后的中压液体CO₂的再气化的热量来源包括粉煤气化单元、CO变换单元、净化脱硫单元、净化脱碳单元和甲烷化单元的余热。