[发明专利]一种用富含CO工业尾气生产替代天然气的方法

摘要

一种用富含CO的工业尾气生产替代天然气的方法，属于煤化工、新能源技术领域。该方法采用将一定比例的富CO气与水蒸汽发生变换反应转化成氢气和二氧化碳调节前级原料气的氢碳比和CO浓度，采用耐高温甲烷化催化剂固定床绝热式反应器和无产物气循环工艺流程，最后经过换热、冷却、干燥和压缩等过程，得到甲烷含量高于95%的替代天然气产品。该方法的特点是：（1）使用耐高温甲烷化催化剂，采用绝热式反应器多级串联工艺流程，反应空速大；（2）省去产物气循环系统和昂贵难求的高温循环压缩机及相关动力费，降低因压缩机意外停电停止工作而引发安全事故的几率；（3）副产高品位的过热高压蒸汽，过程热效率高。

主权项

一种用富含CO的工业尾气生产替代天然气的方法，采用富含CO的工业尾气作为总气源，用耐高温催化剂和绝热反应器多级串联，其特征在于：通过原料气氢碳比和CO浓度的调节，保持多级串联绝热反应器的气体空速为10000～25000h‑1，压力为0.5～8.0 MPa，控制反应床层的温升幅度生产替代天然气，该方法包含以下步骤： 步骤一、总气源分为两路，其中一路通过水气变换反应及脱除二氧化碳和硫化氢酸性有害气体得到氢碳比(H2‑CO2)/(CO+CO2)=4.5～15.0的低CO含量的低碳合成气；另一路气体不进行水气变换反应，直接脱除CO2和硫化氢有害气体后得到CO体积百分比为0～2.0%的高碳合成气； 步骤二、所述低碳合成气与一定流量的蒸汽混合，温度调节至240～260℃，进入第一级绝热反应器，进行甲烷化反应，反应所得气体为混合气体A，温度为660～680℃； 步骤三、所述混合气体A与一定流量的高碳合成气混合，经过换热，调整温度为240～260℃，进入第二级绝热反应器，进行甲烷化反应，反应所得气体为混合气体B，温度为660～680℃；混合气体B氢碳比接近3.0时，通过换热、冷却、气液分离脱除气流中的大部分水，用适量的低碳合成气或高碳合成气，精确调节气流的氢碳比至2.95～3.05，经过换热调节温度后，进入末级绝热反应器，进行甲烷化反应，反应所得气体为混合气体Y；步骤四、所述混合气体B氢碳比不满足接近3.0时，混合气体B与一定流量的高碳合成气混合，经过换热，调整温度为240～260℃后进入多级串联绝热反应器的下一级，进行甲烷化反应，得到混合气体C，温度为660～680℃；重复该反应过程，直到多级串联绝热反应器某一级的混合气体X氢碳比接近3.0，通过换热、冷却、气液分离脱除气流中的大部分水，用适量的低碳合成气或高碳合成气，精确调节气流的氢碳比至2.95～3.05，经过换热调节温度后，进入末级绝热反应器，进行甲烷化反应，反应所得气体为混合气体Y；步骤五，所述混合气体Y经过换热、冷却、干燥和压缩，得到甲烷含量高于95%的合格的替代天然气产品。