甲烷合成方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及甲焼制造技術領域，特別是一種甲焼合成方法及一種甲焼合成系統。
【背景技術】
[0002] 隨著我國天然氣消費量的不斷增加，天然氣供需缺口逐年擴大。為解決國內天然 氣的缺口問題，擴大天然氣供給，近年來國內開展了多個煤制天然氣項目的建設，即W煤為 原料通過地面氣化的方式生產荒煤氣經凈化處理后合成天然氣。由于煤炭地面氣化成本較 高，天然氣價格的持續下跌在一定程度上限制了煤炭地面氣化制天然氣技術的發展。煤炭 地下氣化就是將處于地下的煤進行有控制的燃燒，通過對煤的熱作用及化學作用而產生可 燃氣體的過程。該技術與傳統地面氣化最大的不同在于利用地下的氣化通道替代了傳統的 氣化爐，從而很大程度上降低了設備的投資并省去了鹿大的煤炭開采、運輸、洗選、氣化等 工藝的設備，具有安全性好、投資少、效益高等優點。
[0003] 雖然煤炭地下氣化工藝在制備原料氣方面具有很大優勢，但由于地下氣化工藝 操控條件的限制，氣化爐氣化的荒煤氣組分和產氣量波動較大，C0含量波動范圍0. 67~ 6. 06%，&含量波動范圍25. 97~37. 14%，單爐產氣量波動范圍3000~5000Nm3/h)，采用 煤炭地下氣化工藝制得的荒煤氣二氧化碳含量很大，造成甲焼化合成工段操作條件變化很 大，直接影響合成反應溫度的操作穩定和出口產品氣組分的波動，難W滿足甲焼化產業化 的需要，限制了地下氣化制天然氣技術的工業化進展。
[0004] 甲焼化技術是利用C0和C〇2與H 2反應完全轉化為CH 4;由于C0和C0 2與H 2產生 的熱量不同，不穩定的荒煤氣組分在甲焼化合裝置內進行甲焼化合成時會造成甲焼化合裝 置的溫度不同，一方面溫度不穩定的甲焼化合裝置具有很大的安全隱患；另一方面，溫度不 穩定的甲焼合成會影響媒基催化劑的活性甚至失效，極大的影響了甲焼化合成的產量。
【發明內容】
[0005] 本發明目的在于提供一種甲焼合成方法及一種甲焼合成系統可降低荒煤氣中的 二氧化碳含量使合成甲焼的原料氣組成更加穩定，確保了甲焼化裝置穩定、安全的生產甲 焼。
[0006] 為達上述優點，本發明提供一種甲焼合成方法，其用于將地下煤氣化的荒煤氣合 成為甲焼，其特征在于，所述方法包括：
[0007] 步驟一：采用地下氣化爐對地下煤層進行氣化，生成荒煤氣；
[0008] 步驟二：采用荒煤氣預處理系統脫除所述荒煤氣中的顆粒物和焦油；
[0009] 步驟H ;計算所述荒煤氣中需要脫除C〇2的量，并根據所述需要脫除C0 2的量使用 低溫甲醇洗裝置脫除相應量的C〇2;
[0010] 步驟四；采用甲焼化裝置將所述荒煤氣合成甲焼。
[0011] 在本發明的一種甲焼合成方法的一個實施例中，所述步驟H中，計算所述荒煤氣 中需要脫除CA的量的方法為，取樣分析荒煤氣中C0、H2、CA的體積分數，按甲焼化控制系 數a的取值計算低溫甲醇洗裝置需要脫除的C〇2量叮A，
[001引所述
【主權項】
1. 一種甲烷合成方法，其用于將地下煤氣化的荒煤氣合成為甲烷，其特征在于，所述方 法包括： 步驟一：采用地下氣化爐（1)對地下煤層進行氣化，生成荒煤氣； 步驟二：對荒煤氣進行預處理； 步驟三：計算所述荒煤氣中需要脫除CO2的量，并根據所述需要脫除CO 2的量使用低溫 甲醇洗裝置（4)脫除相應量的CO2; 步驟四：采用甲烷化裝置（6)將所述荒煤氣合成甲烷。
2. 如權利要求1所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述步驟三中，計算所述 荒煤氣中需要脫除CO2的量的方法為，取樣分析荒煤氣中CO、H 2、CO2的體積分數， 按甲烷化控制系數a的取值計算低溫甲醇洗裝置（4)需要脫除的0)2量匕〇2，所述
其中Q為荒煤氣體積，％〇、為荒煤氣中組分中相應組分的體積分數，Vcq2S 低溫甲醇洗裝置脫除的CO2體積，a為甲烷化控制系數a。
3. 如權利要求2所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述甲烷化控制系數a的取值范 圍為2. 9~3. 1。
4. 如權利要求1所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述甲烷合成方法還包括當所述 地下氣化爐（1)產氣不足時，采用備用氣化爐（2)對地下煤層進行氣化，生成荒煤氣的步 驟。
5. 如權利要求4所述的甲烷合成方法，其特征在于：所述甲烷合成方法還包括將當所 述地下氣化爐（1)或所述備用氣化爐（2)產氣過量時，多余的荒煤氣進入所述鍋爐（10)燃 燒的步驟。
6. -種甲烷合成系統，其用于將地下煤氣化的荒煤氣合成為甲烷，其特征在于：所述 甲烷合成系統包括地下氣化爐（1)、荒煤氣預處理系統（3)、用于脫除所述荒煤氣中二氧化 碳的低溫甲醇洗裝置（4)、甲烷化裝置（6)，所述地下氣化爐（1)用于將地下煤層氣化成荒 煤氣，所述荒煤氣預處理系統（3)用于脫除所述荒煤氣中的顆粒物和焦油，所述低溫甲醇 洗裝置（4)用于脫除所述荒煤氣中二氧化碳，所述甲烷化裝置（6)用于將所述荒煤氣合成 為甲烷，所述荒煤氣預處理系統（3)和所述地下氣化爐（1)及所述低溫甲醇洗裝置（4)連 通，所述低溫甲醇洗裝置（4)和所述甲烷化裝置（6)連通。
7. 如權利要求6所述的甲烷合成系統，其特征在于：所述甲烷合成系統還包括設置在 所述低溫甲醇洗裝置（4)與所述甲烷化裝置（6)之間的第二低溫甲醇洗裝置（41)，所述第 二低溫甲醇洗裝置（41)用于對所述荒煤氣中二氧化碳進行二次脫除。
8. 如權利要求6所述的甲烷合成系統，其特征在于：所述甲烷合成系統還包括用于氣 化地下煤層的備用氣化爐（2)，所述備用氣化爐（2)和所述荒煤氣預處理系統（3)連通。
9. 如權利要求6所述的甲烷合成系統，其特征在于：所述甲烷合成系統還包括用于調 整溫度的換熱器（12)，所述換熱器（12)用于降低所述甲烷或所述低溫甲醇洗裝置（4)內甲 醇的溫度。
【專利摘要】本發明提供一種甲烷合成方法，其用于將地下煤氣化的荒煤氣合成為甲烷，所述方法包括：步驟一：采用地下氣化爐對地下煤層進行氣化，生成荒煤氣；步驟二：采用荒煤氣預處理系統脫除所述荒煤氣中的雜質；步驟三：計算所述荒煤氣中需要脫除CO2的量，并根據所述需要脫除CO2的量使用低溫甲醇洗裝置脫除相應量的CO2；步驟四：采用甲烷化裝置將所述荒煤氣合成甲烷。在本發明的荒煤氣合成甲烷的方法及甲烷合成系統中，采用低溫甲醇洗裝置吸收二氧化碳，可降低荒煤氣中的二氧化碳含量使合成甲烷的原料氣組成更加穩定，確保了甲烷化裝置穩定、安全的生產甲烷。
【IPC分類】C01B3-52, C07C9-04, C07C1-12, C07C1-04
【公開號】CN104649859
【申請號】CN201510041198
【發明人】陳 峰, 付偉賢
【申請人】新奧氣化采煤有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月27日