煤制天然气的技术开发，煤制天然气工艺流程，煤制天然气发展现状

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    1.德国鲁奇公司甲烷化技术

    20 世纪 70 年代鲁奇公司与南非 Sasol 公司展开合作并取得成功。他们开发出了合成气（CO＋H2）甲烷化制天然气的技术。在该技术中，CO 的转化率达到了 100%，CO2 的转化率达到了 98%。通过此技术合成的天然气，其含甲烷量在 95%以上。并且年耗褐煤 600 多万吨。设计采用 14 台 Mark-4 型固定床鲁奇炉，其中 12 台处于运行状态，2 台作为备用。合成气会进入甲烷化反应器，在 5 至 7MPa 的压力条件下以及 600 至 700℃的温度条件下合成天然气。

    所以国内拟建的煤制天然气项目大都采用鲁奇气化炉。

    2.丹麦托普索甲烷化技术

    托普索公司在 20 世纪 70 年代后期研发出了甲烷化循环工艺技术。甲烷化反应是在绝热条件下开展的。借助循环手段来对第一反应器的温度进行控制。该工艺通常包含三台反应器。第二、第三反应器的反应热通过用水移走的方式来实现，并且能产生中压蒸汽。

   

    托普索公司开发的 MCR-ZX 甲烷化催化剂能在约 700℃的高温环境中进行操作，并且操作时压力较低。该催化剂的使用寿命是可以达到的，并且已经有了实际的运行经验。目前在美国已经建设了一座合成天然气厂，其规模为 18 万 m³/h。

    3.英国戴维（Davy）甲烷化技术（CRG）

    英国燃气公司在 20 世纪 80 年代初成功开发了 CRG 技术。其 CRG-H 型催化剂具备良好的高温活性。到 20 世纪 90 年代末，Davy 公司获得了对外转让许可专有权。Davy 公司对该技术以及甲烷化催化剂进行了改进。Davy 公司开发出了 CRG-LH 新型催化剂。CRG-LH 新型催化剂也具有良好的高温活性。甲烷化的第二反应器采用高温反应器。高温反应器能够副产高压蒸汽。它的催化剂具备变换反应的功能，无需对合成气的 H/C 原子比值进行调节，并且甲烷的转化率较高。该催化剂能够在 230 到 700℃的范围内稳定地进行操作，活性很高。甲烷的合成压力高达约 6.0MPa。CEG-LH 催化剂已经在美 国大平原合成燃料厂的甲烷化装置中成功应用。

    4.中国合成天然气技术

    大连化物所对煤制天然气催化剂和工程化技术进行了多年开发，取得了成果，建成了工业化试验装置，目前尚未实现大型化。

    甲烷化催化剂

   

    甲烷化催化剂有两种，一种是以 Al2O3 为基的镍催化剂，另一种是以陶瓷为基的镍催化剂。其中主要的有英国 JMC 的 CRG-LH、德国 BASF 的 CI-85、丹麦托普索的 MCR-ZX。德国 BASF 的 CI-85 催化剂在南非 Sasol 工业化试验装置以及美国大平原合成燃料厂被长期使用过，并且性能稳定。

    中国在合成氨生产过程中，广泛运用甲烷化技术来去除氢中的 CO，自身拥有丰富的设计以及生产操作方面的经验。西北化工研究院于 1986 年研发出了 RHM - 266 型耐高温甲烷化催化剂，该催化剂被应用于北京顺义煤气厂的城市煤气固定床甲烷化反应器装置中，把部分 CO 转化成了甲烷，从而提高了煤气的热值。之后便未曾在大型煤气工程上再次使用过。大连市普瑞特化工科技公司所开发的 M-249 型催化剂已经进入到了中国市场。 大连市普瑞特化工科技公司开发的 M-249 型催化剂现已进入中国市场。 大连市普瑞特化工科技公司开发的 M-249 型催化剂已步入中国市场。 大连市普瑞特化工科技公司开发的 M-249 型催化剂已迈向中国市场。 大连市普瑞特化工科技公司开发的 M-249 型催化剂已跨入中国市场。

    西南化工研究设计院在 2006 年到 2010 年期间开展了煤层气、焦炉气制合成天然气的工艺以及催化剂的开发工作。所研制的 CNJ - 2 甲烷化催化剂在甲烷化反应器中试装置上运行了 1500 小时以上。该装置处理的焦炉气量约为³/h，反应温度处于 350 至 650℃之间，反应压力为 0.3MPa，空速为 2000h - 1，入口处的 CO + CO2 约为 10%，出口处的 CO + CO2 。

    煤制天然气工艺过程

    因为所采用的原料煤的性质存在差异，气化工艺以及甲烷化工艺也各不相同，所以煤制天然气的过程并非完全一样。其中有以褐煤作为原料，运用固定床鲁奇炉气化以及三级甲烷化反应器的工艺过程。