[发明专利]一种生产合成天然气的方法及装置

摘要

本发明提供一种生产低氢高品质合成天然气的方法及装置。本发明的方法以煤或生物质气化产物为原料生产富甲烷气体的合成天然气，得到的合成天然气所含甲烷的摩尔百分比在98％以上，氢气含量不大于0.5mol％。本发明提供的方法和装置能够有效降低合成天然气中的氢气含量，提高了合成天然气中的甲烷含量，从而进一步适应管输及下游天然气用户的需求。

主权项

一种生产合成天然气的方法，所述方法包括以下步骤：a)将包括按摩尔百分比计的一氧化碳5～25％、二氧化碳0～20％、氢气20～80％、甲烷0～20％的原料气(1)经第一换热器(2)升温至150～400℃，然后将升温后的原料气(1)按1∶0.5～5∶0～0.5的体积比分成第一股原料气(4)、第二股原料气(5)和第三股原料气(6)；b)将步骤a)得到的第一股原料气(4)与第一蒸汽(40)和第一股循环气(26)混合，得到温度为250～400℃的第一混合气(7)；将第一混合气(7)通入第一段甲烷化反应器(8)中进行反应，得到温度为450～750℃的第一段产品气(9)；该第一段产品气(9)经第二换热器(10，10′)和第三换热器(12，12′)降温至250～400℃，得到降温后的第一段产品气(13)；c)将步骤b)得到的降温后的第一段产品气(13)与步骤a)得到的第二股原料气(5)、第二蒸汽(41)、第二股循环气(27)混合，得到温度为250～400℃的第二混合气(14)；将第二混合气(14)通入第二段甲烷化反应器(15)中进行反应，得到温度为450～700℃的第二段产品气(16)；该第二段产品气(16)经第四换热器(17，17′)降温至200～400℃，得到降温后的第二段产品气(18)；d)将步骤c)得到的降温后的第二段产品气(18)按0.3～5∶1的体积比分成循环气(19)和第二股第二段产品气(20)；所述循环气(19)经第五换热器(21)降温至100～350℃，经气液分离后送入循环压缩机(23)中增压，得到增压后的循环气(24)；增压后的循环气(24)经第五换热器(21)升温到200～350℃，然后将其按0.5～1∶0～0.5的体积比分成第一股循环气(26)和第二股循环气(27)；e)将步骤d)得到的第二股第二段产品气(20)与步骤a)得到的第三股原料气(6)、第三蒸汽(42)混合，得到温度为200～300℃的第三混合气(29)；将第三混合气(29)通入第三段甲烷化反应器(30)中进行反应，得到温度为200～300℃的第三段产品气(31)；该第三段产品气(31)经第一换热器(2)降温至20～90℃，然后经气液分离器(33)脱水，得到降温脱水后的第三段产品气(34)；f)将步骤e)得到的降温脱水后的第三段产品气(34)经第六换热器(35)升温至200～300℃，然后通入第四段甲烷化反应器(37)中进行反应，得到温度为200～320℃的第四段产品气(38)；g)将步骤f)得到的第四段产品气(38)经第六换热器(35)降温并进行气液分离，得到温度为20～80℃的产品气(39)；其中，所述第一段甲烷化反应器(8)、第二段甲烷化反应器(15)和第四段甲烷化反应器(37)为绝热固定床甲烷化反应器，第三段甲烷化反应器(30)为等温绝热固定床甲烷化反应器。