甲烷合成方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及甲焼制造技术领域，特别是一种甲焼合成方法及一种甲焼合成系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国天然气消费量的不断增加，天然气供需缺口逐年扩大。为解决国内天然 气的缺口问题，扩大天然气供给，近年来国内开展了多个煤制天然气项目的建设，即W煤为 原料通过地面气化的方式生产荒煤气经净化处理后合成天然气。由于煤炭地面气化成本较 高，天然气价格的持续下跌在一定程度上限制了煤炭地面气化制天然气技术的发展。煤炭 地下气化就是将处于地下的煤进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可 燃气体的过程。该技术与传统地面气化最大的不同在于利用地下的气化通道替代了传统的 气化炉，从而很大程度上降低了设备的投资并省去了鹿大的煤炭开采、运输、洗选、气化等 工艺的设备，具有安全性好、投资少、效益高等优点。
[0003] 虽然煤炭地下气化工艺在制备原料气方面具有很大优势，但由于地下气化工艺 操控条件的限制，气化炉气化的荒煤气组分和产气量波动较大，C0含量波动范围0. 67~ 6. 06%，&含量波动范围25. 97~37. 14%，单炉产气量波动范围3000~5000Nm3/h)，采用 煤炭地下气化工艺制得的荒煤气二氧化碳含量很大，造成甲焼化合成工段操作条件变化很 大，直接影响合成反应温度的操作稳定和出口产品气组分的波动，难W满足甲焼化产业化 的需要，限制了地下气化制天然气技术的工业化进展。
[0004] 甲焼化技术是利用C0和C〇2与H 2反应完全转化为CH 4;由于C0和C0 2与H 2产生 的热量不同，不稳定的荒煤气组分在甲焼化合装置内进行甲焼化合成时会造成甲焼化合装 置的温度不同，一方面温度不稳定的甲焼化合装置具有很大的安全隐患；另一方面，温度不 稳定的甲焼合成会影响媒基催化剂的活性甚至失效，极大的影响了甲焼化合成的产量。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于提供一种甲焼合成方法及一种甲焼合成系统可降低荒煤气中的 二氧化碳含量使合成甲焼的原料气组成更加稳定，确保了甲焼化装置稳定、安全的生产甲 焼。
[0006] 为达上述优点，本发明提供一种甲焼合成方法，其用于将地下煤气化的荒煤气合 成为甲焼，其特征在于，所述方法包括：
[0007] 步骤一：采用地下气化炉对地下煤层进行气化，生成荒煤气；
[0008] 步骤二：采用荒煤气预处理系统脱除所述荒煤气中的颗粒物和焦油；
[0009] 步骤H ;计算所述荒煤气中需要脱除C〇2的量，并根据所述需要脱除C0 2的量使用 低温甲醇洗装置脱除相应量的C〇2;
[0010] 步骤四；采用甲焼化装置将所述荒煤气合成甲焼。
[0011] 在本发明的一种甲焼合成方法的一个实施例中，所述步骤H中，计算所述荒煤气 中需要脱除CA的量的方法为，取样分析荒煤气中C0、H2、CA的体积分数，按甲焼化控制系 数a的取值计算低温甲醇洗装置需要脱除的C〇2量叮A，
[001引所述
【主权项】
1. 一种甲烷合成方法，其用于将地下煤气化的荒煤气合成为甲烷，其特征在于，所述方 法包括： 步骤一：采用地下气化炉（1)对地下煤层进行气化，生成荒煤气； 步骤二：对荒煤气进行预处理； 步骤三：计算所述荒煤气中需要脱除CO2的量，并根据所述需要脱除CO 2的量使用低温 甲醇洗装置（4)脱除相应量的CO2; 步骤四：采用甲烷化装置（6)将所述荒煤气合成甲烷。
2. 如权利要求1所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述步骤三中，计算所述 荒煤气中需要脱除CO2的量的方法为，取样分析荒煤气中CO、H 2、CO2的体积分数， 按甲烷化控制系数a的取值计算低温甲醇洗装置（4)需要脱除的0)2量匕〇2，所述
其中Q为荒煤气体积，％〇、为荒煤气中组分中相应组分的体积分数，Vcq2S 低温甲醇洗装置脱除的CO2体积，a为甲烷化控制系数a。
3. 如权利要求2所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述甲烷化控制系数a的取值范 围为2. 9~3. 1。
4. 如权利要求1所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述甲烷合成方法还包括当所述 地下气化炉（1)产气不足时，采用备用气化炉（2)对地下煤层进行气化，生成荒煤气的步 骤。
5. 如权利要求4所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述甲烷合成方法还包括将当所 述地下气化炉（1)或所述备用气化炉（2)产气过量时，多余的荒煤气进入所述锅炉（10)燃 烧的步骤。
6. -种甲烷合成系统，其用于将地下煤气化的荒煤气合成为甲烷，其特征在于：所述 甲烷合成系统包括地下气化炉（1)、荒煤气预处理系统（3)、用于脱除所述荒煤气中二氧化 碳的低温甲醇洗装置（4)、甲烷化装置（6)，所述地下气化炉（1)用于将地下煤层气化成荒 煤气，所述荒煤气预处理系统（3)用于脱除所述荒煤气中的颗粒物和焦油，所述低温甲醇 洗装置（4)用于脱除所述荒煤气中二氧化碳，所述甲烷化装置（6)用于将所述荒煤气合成 为甲烷，所述荒煤气预处理系统（3)和所述地下气化炉（1)及所述低温甲醇洗装置（4)连 通，所述低温甲醇洗装置（4)和所述甲烷化装置（6)连通。
7. 如权利要求6所述的甲烷合成系统，其特征在于：所述甲烷合成系统还包括设置在 所述低温甲醇洗装置（4)与所述甲烷化装置（6)之间的第二低温甲醇洗装置（41)，所述第 二低温甲醇洗装置（41)用于对所述荒煤气中二氧化碳进行二次脱除。
8. 如权利要求6所述的甲烷合成系统，其特征在于：所述甲烷合成系统还包括用于气 化地下煤层的备用气化炉（2)，所述备用气化炉（2)和所述荒煤气预处理系统（3)连通。
9. 如权利要求6所述的甲烷合成系统，其特征在于：所述甲烷合成系统还包括用于调 整温度的换热器（12)，所述换热器（12)用于降低所述甲烷或所述低温甲醇洗装置（4)内甲 醇的温度。
【专利摘要】本发明提供一种甲烷合成方法，其用于将地下煤气化的荒煤气合成为甲烷，所述方法包括：步骤一：采用地下气化炉对地下煤层进行气化，生成荒煤气；步骤二：采用荒煤气预处理系统脱除所述荒煤气中的杂质；步骤三：计算所述荒煤气中需要脱除CO2的量，并根据所述需要脱除CO2的量使用低温甲醇洗装置脱除相应量的CO2；步骤四：采用甲烷化装置将所述荒煤气合成甲烷。在本发明的荒煤气合成甲烷的方法及甲烷合成系统中，采用低温甲醇洗装置吸收二氧化碳，可降低荒煤气中的二氧化碳含量使合成甲烷的原料气组成更加稳定，确保了甲烷化装置稳定、安全的生产甲烷。
【IPC分类】C01B3-52, C07C9-04, C07C1-12, C07C1-04
【公开号】CN104649859
【申请号】CN201510041198
【发明人】陈 峰, 付伟贤
【申请人】新奥气化采煤有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月27日