一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，该工艺包括开车时催化剂的原位还原、净煤气通过四个甲烷化反应器生产天然气两个步骤，同时生产过程中因故短期停车后，可以实现快速再启动。本发明提供的合成气甲烷化工艺不仅提高了催化剂还原效率，降低还原气体用量；而且降低了能耗，优化余热利用方式，简化操作过程。通过采用该合成气甲烷化工艺方法，可以提高系统运行可靠性，加强对反应温度的控制，延长设备及催化剂的使用寿命，扩大产能并降低生产成本。
【专利说明】
一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺
技术领域
[0001]本发明属于煤制天然气应用技术领域，具体涉及一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺。
技术背景
[0002]天然气是一种重要的一次能源，在发电、工业燃料、化工原料、汽车能源、居民燃气等方面有广泛用途。我国资源的特点是“富煤少气”，且煤炭资源分布不均，利用方式以直接燃烧为主，效率低、污染重。环渤海、长三角、珠三角地区天然气需求巨大，内蒙、新疆等西部地区煤炭资源丰富，但运输成本高昂。因此，将西部地区的煤炭资源就地转化为天然气，并入已有的天然气管网，是解决沿海能源需求，带动西部经济发展，保证国家能源安全的重要举措O
[0003]近年来，我国煤制天然气产业蓬勃发展，随着进口天然气价格上涨，国内的煤制天然气市场将持续升温。总体来看，开发煤制天然气技术、在煤矿坑口建设大型煤制天然气装置在当下高油价时代具有良好的经济效益。
[0004]煤制天然气是指在气化炉中使用氧气/蒸汽将原料煤气化，所得粗煤气经变换反应调节氢碳比后，利用低温甲醇洗脱除酸性气体得到净煤气，最后经过甲烷化装置生产合格的天然气。通过煤气化甲烷化制备天然气的热能利用率高、投资成本低、工艺简单，产品气可以并入现有的天然气管网，大大降低了运输成本，是实现煤炭高效清洁转化、缓解我国日益增长的天然气需求压力的重要手段，应该得到适度合理的发展。
[0005]目前，甲烷化反应大都采用高负载量的Ni基催化剂，为了保证反应活性，须使活性组分充分还原以提供足够的Ni表面积，这要求有适宜的还原温度及还原气供应量。如何提高催化剂的还原效率，以保证其反应性能，是合成气甲烷化中至关重要的环节。同时，由于净煤气中CO含量高，转化完全，体系的强放热效应是合成气完全甲烷化中最突出的问题。这不同于合成氨工业中作为净化用的甲烷化技术，或部分甲烷化技术用于生产中热值城市煤气。对于CO甲烷化反应，每转化1% CO，产生的温升在56°C以上。高温对设备及管道的材料要求都很高，另外，引起催化剂烧结或积碳，从而严重降低催化活性，甚至于使装置无法正常运行，高温也不利于提高反应器出口 CH4含量。因此，甲烷化工艺中对反应温度的控制，以及反应热量的回收都极其重要。再者，在实际的工业生产当中，会遇到生产装置短期停车的状况，此时在装置的再启动过程中，需要对原料气重新加热升温，往往会消耗大量的时间和能量，这无异于延长了生产周期、增加了生产成本。因此，从以上几方面对合成气甲烷化工艺进行改进，是提高装置产能、降低生产成本、确保产品气质量的有效手段。
[0006]现已公开的完全甲烷化生产工艺中主要存在如下不足:
[0007]1.在装置开车进行催化剂还原时，通常要耗费大量的H2，相当于增加了生产成本，同时也可能存在还原不充分的问题。
[0008]2.考虑到甲烷化反应是强放热过程，在前级主甲烷化反应器内，若温度得不到有效控制，存在反应超温损坏催化剂与设备的问题，甚至可能造成飞温而导致生产事故。
[0009]3.热量利用有待改进，不能很好匹配反应放热与原料预热，没有合理地设置余热回收系统(如蒸汽过热器)，造成较严重的热能损失。
[0010]4.在装置短期停车后再启动时，采用开工加热炉进行系统升温预热，使催化剂起燃，耗能大、速度慢、效率低、并存在较大的安全隐患。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种催化剂还原效率高、温度控制良好、热能利用率高、再启动迅速的煤制天然气完全甲烷化工艺，该工艺降低了能耗，简化操作过程，提高系统运行可靠性，延长设备及催化剂的使用寿命，提高产能并降低生产成本，提高产品的市场竞争力。
[0012]—种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其包括开车时催化剂的高温原位还原、净煤气连续通过四个甲烷化反应器生产合格的天然气两个步骤，具体如下:
[0013](I)开车时催化剂的高温原位还原:反应装置在开车时，将来自上游净化装置的净煤气送入变压吸附装置，分离得到富氢气，其与高纯氮气混合并经开工加热炉加热后，分别送入四个甲烷化反应器，反应器出口热还原气汇合后经开工冷却器降温，送入循环压缩机增压并循环到各反应器入口，形成封闭还原过程；
[0014](2)净煤气连续通过四个甲烷化反应器生产合格的天然气:还原步骤结束后，将来自上游净化装置的净煤气经原料气预热器预热后送入精脱硫罐，控制总硫含量以保护甲烷化催化剂，然后进一步将原料气预热后分为两股，其中一股送入1#甲烷化反应器，出口热气体送入废热锅炉副产中压过热蒸汽并降温，与另一股原料气混合后送入2#甲烷化反应器，出口热气体同样经废热锅炉后送入循环气预热器进一步降温，之后分为两股，其中一股进一步由锅炉给水预热器降温后送入循环压缩机，增压后经循环气预热器预热并送入1#甲烷化反应器入口，另一股送入3#甲烷化反应器，出口热气体经降温后送入气液分离罐，将分离气相产物预热后送入4#甲烷化反应器，出口热气体经降温后送入产品气分液罐，得到气相产品即为合格的天然气。
[0015]按照上述工艺过程，在生产过程中因故短期停车后，反应装置可快速再启动，之后按步骤(2)继续操作，所述快速再启动的方法如下:
[0016]将来自上游净化装置的净煤气分为两股，其中一股依次送入蒸汽预热器和蒸汽加热器，将温度提升后与另一股混合，之后进入后续的甲烷化反应器，待催化剂起燃后关闭蒸汽加热旁路，将所有净煤气送入甲烷化反应器，按照步骤(2)进行操作。
[0017]在开车还原催化剂时控制所述反应器入口氢气/氮气混合气中氢气含量为10 -30mol%，当氢气含量低于上述最低数值时由变压吸附单元补充。
[0018]在开车还原催化剂时控制所述进入反应器的还原气温度为450 - 550°C ;所述还原过程的操作压力为0.4 - 0.8MPa。
[0019]还原结束后控制所述精脱硫罐的入口温度为100 - 160°C，控制所述1#甲烷化反应器的入口温度为280 - 340°C，出口温度为580 - 640°C ;控制所述2#甲烷化反应器的入口温度为280 - 340 °C,出口温度为580 - 640 °C ;控制所述3#甲烷化反应器的入口温度为260 - 300°C,出口温度为440 - 480°C ;控制所述4#甲烷化反应器的入口温度为220 -280°C，出口温度为300 - 3600C ;控制循环压缩机的入口温度为100 - 160°C。
[0020]所述步骤⑵的甲烷化反应的操作压力控制在2.0 - 3.5MPa。
[0021]在停车后装置再启动时分离一股净煤气送入蒸汽预热器，利用高压或中压蒸汽降温的潜热将温度升高到260 - 340°C，然后送入蒸汽加热器，利用高压或中压蒸汽冷凝的显热将温度升高到400 - 500°C，然后与另一股净煤气混合，控制混合气温度为280 - 340 °C,送入1#和2#甲烧化反应器。
[0022]在停车后装置再启动时所述分离出净煤气的量占总净煤气的比例，根据送入甲烷化反应器的混合气温度调节；所述加热用的高压或中压过热蒸汽，由废热锅炉的副产蒸汽提供。
[0023]该工艺也适用于净化后的焦炉煤气合成天然气。
[0024]本发明具有如下优点:
[0025]1.本发明为煤制天然气完全甲烷化工艺提供了解决方案，工艺流程稳定性高，安全可靠，产出的天然气满足国家标准(GB17820-2012)的热值要求。
[0026]2.本发明采用一种高温原位还原方法还原甲烷化催化剂，采用封闭循环操作方式，节省还原气体用量，可使催化剂充分还原，操作简易。
[0027]3.本发明采用一种固定床分流与循环工艺，有效控制了床层温度，装置调节窗口宽、运行可靠、保证了催化剂的使用寿命。
[0028]4.本发明采用废热锅炉回收热量，在装置再启动时通过其产生的中压过热蒸汽来加热原料气，优化了余热回收方式，提高了热量利用效率。
[0029]5.本发明采用一种快速的装置再启动方法，利用高压或中压蒸汽来加热原料气，省去使用开工加热炉，启动速度快，节约能耗，降低了运行成本，提高了装置产能。
【附图说明】
[0030]图1为本发明工艺流程简图。
[0031 ] 其中王要设备包括:
[0032]El—原料气预热器I ;R1—精脱硫罐；E2—原料气预热器II ;R2 — 1#甲烷化反应器；E3—废热锅炉I ;R3 — 2#甲烷化反应器；E4—废热锅炉II ;E5—循环气预热器；E6—锅炉给水预热器；S1—压缩机缓冲罐；K1 一循环压缩机；R4 — 3#甲烷化反应器；E7 — 4#反应器预热器；S2—脱水分液罐；R5 — 4#甲烷化反应器；E8—产品气冷却器；S3—产品气分液罐；U1 —变压吸附装置；V1—开工加热炉；E9—开工冷却器；S4—还原气分液罐；E10—蒸汽预热器；E11—蒸汽加热器。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图与实施例对本发明作进一步解释说明，但不应将此理解为本发明上述权利要求的范围仅限于下述实施例。同时，实施例只是给出了实现此发明的部分实验条件，但并不意味着必须满足这些条件才能达到本发明的目的。具体实施例中提供的反应条件只是对代表本发明应用的许多可能的具体实施的举例说明。
[0034]—种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，技术方案具体包括如下步骤:在反应装置开车时，将来自上游净化装置的净煤气送入变压吸附装置，分离得到富氢气，其与高纯氮气混合后送入开工加热炉，加热到450 - 550°C，分别送入四个甲烷化反应器，反应器的出口热气体送入开工冷却器降温到100 - 160°C，送入循环压缩机增压后循环到各反应器入口，形成封闭还原过程。还原步骤结束后将来自上游净化装置的净煤气送入原料气预热器I预热后送入精脱硫罐，控制总硫含量在50ppb以下，再送入原料气预热器II，将温度升高到240 - 280°C后分为两股，一股送入1#甲烷化反应器，出所述1#反应器的热气体经废热锅炉降温到300 - 380°C并副产中压蒸汽，之后与另一股净煤气混合后送入2#甲烷化反应器，出所述2#反应器的热气体经废热锅炉副产中压过热蒸汽后，送入循环气预热器降温到260 - 300°C，之后分为两股，其中一股进一步由锅炉给水预热器降温到100 - 160°C，经循环压缩机增压、并由循环气预热器预热到300 - 380°C后送到1#反应器入口，另一股气体送入3#甲烷化反应器，出口热气体经降温后送入气液分离罐，将分离气相产物预热后送入4#甲烷化反应器，出口热气体经降温后送入产品气分液罐，得到气相产品即为合格的天然气。
[0035]在生产过程中因故短期停车后，可实现快速再启动，之后按步骤(2)继续操作，快速再启动的方法如下:
[0036]将来自上游净化装置的净煤气分为两股，一股首先送入蒸汽预热器，利用高压或中压蒸汽降温的潜热将温度升高到260 - 340°C，然后送入蒸汽加热器，利用高压或中压蒸汽冷凝的显热将温度升高到400 - 500°C，然后与另一股净煤气混合，控制混合气温度为280 - 340°C，送入1#和2#甲烷化反应器。
[0037]所述煤制天然气甲烷化技术方案当中，在还原催化剂时控制送入各反应器的氢气/氮气混合气中氢气含量为10 - 30mol%，当氢气含量低于上述最低数值时由变压吸附单元补充；控制还原过程压力在0.4 - 0.8MPa。
[0038]所述煤制天然气甲烷化技术方案当中，还原结束后控制送入精脱硫罐的净煤气温度为100 - 160°C，控制送入1#和2#甲烷化反应器的混合气温度为280 - 340°C，出口气体温度为580 - 640°C，控制送入3#甲烷化反应器的气体温度为260 - 300°C，出口气体温度为440 - 480°C，控制送入4#甲烷化反应器的气体温度为220 - 280°C，出口气体温度为300 - 360°C，控制循环压缩机的入口温度为100 - 160°C。
[0039]所述煤制天然气甲烷化技术方案当中，控制甲烷化反应操作压力为2.0 - 3.5MPa。
[0040]所述煤制天然气甲烷化技术方案当中，在停车后装置再启动时所分离出的净煤气的量占总净煤气的比例，根据送入甲烷化反应器所需的混合气温度来调节；所采用的高压或中压过热蒸汽，由废热锅炉的副产蒸汽提供。
[0041]所述煤制天然气甲烷化技术方案，也适用于净化后的焦炉煤气制合成天然气。
[0042]实施例1
[0043]来自上游装置的净煤气组成为(摩尔分率):CH4—0.1742，CO—0.1853，CO2—
0.015，H2-0.6159，H2O-0.0000，N2-4E-3, C2H4 — 2E-4，C2H6-2.9E-3，O2-2.5E-3，温度:30°C，压力:2.80MPa，质量流量:147579kg/hr，摩尔流量:14509kmol/hr。
[0044]装置开车时，将来自上游的净煤气送入变压吸附装置U1，分离得到富氢气，将其与高纯氮气混合，调节氢气含量为30mol %，之后送入开工加热炉Vl加热到450°C，分别送入四个甲烷化反应器，控制还原压力为0.4MPa，出口热气体经开工冷却器E9降温到100°C后，送入循环压缩机K1，增压后循环回到各反应器入口，形成封闭还原过程。还原步骤结束后，将进入界区的净煤气送入原料气预热器E1，预热到100°C后送入精脱硫罐R1，控制总硫含量在50ppb以下，再送入原料气预热器E2，加热到240°C，之后分为两股，一股与来自循环压缩机Kl的循环气混合并调节温度为280°C，送入1#甲烷化反应器R2，1#反应器出口热气体经废热锅炉E3副产4.0MPa中压蒸汽，且其温度降为300°C后与来自E2的另一股原料气混合，调节温度为280°C送入2#甲烷化反应器R3，2#反应器出口热气体经废热锅炉E4后送入循环气预热器E5，降温到260°C，然后分为两股，一股进一步由锅炉给水预热器E6降温至IJ 100°C后送入压缩机缓冲罐SI，经循环压缩机Kl增压后经循环气预热器预热到30(TC，之后与所述来自E2的一股原料气混合送入R2，来自E5的另一股气体送入3#甲烷化反应器R4，出口热气体经4#反应器预热器E7降温后送入脱水分液罐S2，气相分离物经E7加热到220°C后送入4#甲烷化反应器R5，出口热气体经产品气冷却器E8降温到50°C后送入产品气分液罐S3，得到气相产物即为合格的天然气，这其中甲烷化反应的操作压力为2.0MPa0
[0045]得到的产品天然气干基组成为(摩尔分率):CH4—0.9685，CO—0.0001，CO2—0.0088,?-0.0118, N2-0.0107，C2H4-L 54E-9，C2H6-5.25E-5，O厂0，温度:40°C，压力:
2.0MPa，质量流量:92377kg/hr，摩尔流量:5680kmol/hr。产品气的热值为37.87MJ/Nm3，满足GB17820-2012对天然气的各项要求。
[0046]在生产过程中因故短期停车，之后实施了装置的快速再启动，然后按正常生产工艺继续操作，快速再启动的方法如下:
[0047]将出原料气预热器E2的净煤气分成两股，一股送入蒸汽预热器E10，将原料气加热到260°C，接着送入蒸汽加热器Ell，进一步将原料气加热到400°C，之后与来自E2的另一股原料气混合，调节温度为280°C，送入1#和2#甲烷化反应器，所采用的加热介质均为由废热锅炉E3和E4产生的中压过热蒸汽。
[0048]实施例2
[0049]来自上游装置的净煤气组成为(摩尔分率):CH4—0.1742，CO—0.1853，CO2—0.015，H2-0.6159，H2O-0.0000，N2-4E-3, C2H4 — 2E-4，C2H6-2.9E-3，O2-2.5E-3，温度:30°C，压力:3.20MPa，质量流量:147579kg/hr，摩尔流量:14509kmol/hr。
[0050]装置开车时，将来自上游的净煤气送入变压吸附装置U1，分离得到富氢气，将其与高纯氮气混合，调节氢气含量为20mol %，之后送入开工加热炉Vl加热到500°C，分别送入四个甲烷化反应器，控制还原压力为0.6MPa，出口热气体经开工冷却器E9降温到130°C后，送入循环压缩机K1，增压后循环回到各反应器入口，形成封闭还原过程。还原步骤结束后，将进入界区的净煤气送入原料气预热器E1，预热到140°C后送入精脱硫罐R1，控制总硫含量在50ppb以下，再送入原料气预热器E2，加热到260°C，之后分为两股，一股与来自循环压缩机Kl的循环气混合并调节温度为320°C，送入1#甲烷化反应器R2，1#反应器出口热气体经废热锅炉E3副产4.0MPa中压蒸汽，且其温度降为350°C后与来自E2的另一股原料气混合，调节温度为320°C送入2#甲烷化反应器R3，2#反应器出口热气体经废热锅炉E4后送入循环气预热器E5，降温到280°C，然后分为两股，一股进一步由锅炉给水预热器E6降温至IJ 150°C后送入压缩机缓冲罐SI，经循环压缩机Kl增压后经循环气预热器预热到350°C，之后与所述来自E2的一股原料气混合送入R2，来自E5的另一股气体送入3#甲烷化反应器R4，出口热气体经4#反应器预热器E7降温后送入脱水分液罐S2，气相分离物经E7加热到260°C后送入4#甲烷化反应器R5，出口热气体经产品气冷却器E8降温到50°C后送入产品气分液罐S3，得到气相产物即为合格的天然气，这其中甲烷化反应的操作压力为2.4MPa。
[0051]得到的产品天然气干基组成为(摩尔分率):CH4—0.9659，CO—0.0001，CO2-0.0083，H2-0.0122,N2-0.01024，C2H4-1.62E-9, C2H6-6.25E-5，O2— 0，温度:40°C，压力:
2.32MPa，质量流量:92016kg/hr，摩尔流量:5668kmol/hr。产品气的热值为37.87MJ/Nm3，满足GB17820-2012对天然气的各项要求。
[0052]在生产过程中因故短期停车，之后实施了装置的快速再启动，然后按正常生产工艺继续操作，快速再启动的方法如下:
[0053]将出原料气预热器E2的净煤气分成两股，一股送入蒸汽预热器E10，将原料气加热到290°C，接着送入蒸汽加热器Ell，进一步将原料气加热到450°C，之后与来自E2的另一股原料气混合，调节温度为320°C，送入1#和2#甲烷化反应器，所采用的加热介质均为由废热锅炉E3和E4产生的中压过热蒸汽。
[0054]实施例3
[0055]来自上游装置的净煤气组成为(摩尔分率):CH4—0.1742，CO—0.1853，CO2—0.015，H2-0.6159，H2O-0.0000，N2-4E-3, C2H4 — 2E-4，C2H6-2.9E-3，O2-2.5E-3，温度:30°C，压力:4.20MPa，质量流量:147579kg/hr，摩尔流量:14509kmol/hr。
[0056]装置开车时，将来自上游的净煤气送入变压吸附装置U1，分离得到富氢气，将其与高纯氮气混合，调节氢气含量为1mol %，之后送入开工加热炉Vl加热到550°C，分别送入四个甲烷化反应器，控制还原压力为0.8MPa，出口热气体经开工冷却器E9降温到160°C后，送入循环压缩机K1，增压后循环回到各反应器入口，形成封闭还原过程。还原步骤结束后，将进入界区的净煤气送入原料气预热器E1，预热到160°C后送入精脱硫罐R1，控制总硫含量在50ppb以下，再送入原料气预热器E2，加热到280°C，之后分为两股，一股与来自循环压缩机Kl的循环气混合并调节温度为340°C，送入1#甲烷化反应器R2，1#反应器出口热气体经废热锅炉E3副产4.0MPa中压蒸汽，且其温度降为380°C后与来自E2的另一股原料气混合，调节温度为340°C送入2#甲烷化反应器R3，2#反应器出口热气体经废热锅炉E4后送入循环气预热器E5，降温到300°C，然后分为两股，一股进一步由锅炉给水预热器E6降温至IJ 160°C后送入压缩机缓冲罐SI，经循环压缩机Kl增压后经循环气预热器预热到380°C，之后与所述来自E2的一股原料气混合送入R2，来自E5的另一股气体送入3#甲烷化反应器R4，出口热气体经4#反应器预热器E7降温后送入脱水分液罐S2，气相分离物经E7加热到280°C后送入4#甲烷化反应器R5，出口热气体经产品气冷却器E8降温到50°C后送入产品气分液罐S3，得到气相产物即为合格的天然气，这其中甲烷化反应的操作压力为3.4MPa。
[0057]得到的产品天然气干基组成为(摩尔分率):CH4—0.9637，CO—0.0001，CO2-0.0079，H2-0.0140，N2-0.0102，C2H4 — 1.72E-9，C2H6-6.88E-5，O厂0，温度:40°C，压力:
3.4MPa，质量流量:92279kg/hr，摩尔流量:5703kmol/hr。产品气的热值为37.87MJ/Nm3，满足GB17820-2012对天然气的各项要求。
[0058]在生产过程中因故短期停车，之后实施了装置的快速再启动，然后按正常生产工艺继续操作，快速再启动的方法如下:
[0059]将出原料气预热器E2的净煤气分成两股，一股送入蒸汽预热器E10，将原料气加热到340°C，接着送入蒸汽加热器Ell，进一步将原料气加热到500°C，之后与来自E2的另一股原料气混合，调节温度为340°C，送入1#和2#甲烷化反应器，所采用的加热介质均为由废热锅炉E3和E4产生的中压过热蒸汽。
【主权项】
1.一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于，其包括开车时催化剂的高温原位还原、净煤气连续通过四个甲烷化反应器生产合格的天然气两个步骤，具体如下: (1)开车时催化剂的高温原位还原:反应装置在开车时，将来自上游净化装置的净煤气送入变压吸附装置，分离得到富氢气，其与高纯氮气混合并经开工加热炉加热后，分别送入四个甲烷化反应器，反应器出口热还原气汇合后经开工冷却器降温，送入循环压缩机增压并循环到各反应器入口，形成封闭还原过程； (2)净煤气连续通过四个甲烷化反应器生产合格的天然气:还原步骤结束后，将来自上游净化装置的净煤气经原料气预热器预热后送入精脱硫罐，控制总硫含量以保护甲烷化催化剂，然后进一步将原料气预热后分为两股，其中一股送入1#甲烷化反应器，出口热气体送入废热锅炉副产中压过热蒸汽并降温，与另一股原料气混合后送入2#甲烷化反应器，出口热气体同样经废热锅炉后送入循环气预热器进一步降温，之后分为两股，其中一股进一步由锅炉给水预热器降温后送入循环压缩机，增压后经循环气预热器预热并送入1#甲烷化反应器入口，另一股送入3#甲烷化反应器，出口热气体经降温后送入气液分离罐，将分离气相产物预热后送入4#甲烷化反应器，出口热气体经降温后送入产品气分液罐，得到气相产品即为合格的天然气。2.如权利要求1所述的一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于生产过程中因故短期停车后，反应装置可以快速再启动，之后按照步骤(2)继续操作，所述快速再启动的方法如下: 将来自上游净化装置的净煤气分为两股，其中一股依次送入蒸汽预热器和蒸汽加热器，将温度提升后与另一股混合，之后进入后续的甲烷化反应器，待催化剂起燃后关闭蒸汽加热旁路，将所有净煤气送入甲烷化反应器，按照步骤(2)进行操作。3.如权利要求1所述的一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于，在开车还原催化剂时控制所述反应器入口氢气/氮气混合气中氢气含量为10 - 30mol%，当氢气含量低于上述最低数值时由变压吸附单元补充。4.如权利要求1所述的一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于，在开车还原催化剂时控制所述进入反应器的还原气温度为450 - 550°C ;所述还原过程的操作压力为 0.4 - 0.8MPa。5.如权利要求1所述的一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于，还原结束后控制所述精脱硫罐的入口温度为100 - 160°C，控制所述1#甲烷化反应器的入口温度为280 - 340 °C，出口温度为580 - 640 °C ;控制所述2#甲烷化反应器的入口温度为280 -340°C，出口温度为580 - 6400C ;控制所述3#甲烷化反应器的入口温度为260 - 300°C，出口温度为440 - 4800C ;控制所述4#甲烷化反应器的入口温度为220 - 280°C，出口温度为300 - 3600C ;控制循环压缩机的入口温度为100 - 160°C。6.如权利要求1所述的一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于，步骤(2)所述的甲烷化反应的操作压力控制在2.0 - 3.5MPa。7.如权利要求2所述的一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于，在停车后装置再启动时分离一股净煤气送入蒸汽预热器，利用高压或中压蒸汽降温的潜热将温度升高到260 - 340°C，然后送入蒸汽加热器，利用高压或中压蒸汽冷凝的显热将温度升高到400 - 5000C，然后与另一股净煤气混合，控制混合气温度为280 - 340°C，送入1#和2#甲烷化反应器。8.如权利要求2所述的一种用于煤制天然气的合成气甲烷化工艺，其特征在于，在停车后装置再启动时所述分离出净煤气的量占总净煤气的比例，根据送入甲烷化反应器的混合气温度调节；所述加热用的高压或中压蒸汽，由废热锅炉的副产蒸汽提供。9.如权利要求1所述的合成气甲烷化工艺，其特征在于，其也适用于净化后的焦炉煤气合成天然气。
【文档编号】C10L3/08GK105838461SQ201510014927
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年1月13日
【发明人】王树东, 白晓波, 苏宏久, 王胜
【申请人】中国科学院大连化学物理研究所