合成天然氣技術(shù)進(jìn)展

化工進(jìn)●110.CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2011年第30卷第1期特約評述合成天然氣技術(shù)進(jìn)展楊伯倫'，李星星'，伊春海'，蔣雪冬',張勇”， 周曉奇2(西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院: 2 西北化工研究院，陜西西安710049)摘要:分析了合成天然氣的技術(shù)發(fā)展現狀，重點(diǎn)討論了煤直接合成天然氣、煤經(jīng)合成氣制取天然氣。CO2甲烷化合成天然氣、生物質(zhì)合成天然氣，焦爐氣合成天然氣的技術(shù)特點(diǎn)、工藝流程以及相應設備。綜合比較了各種合成天然氣技術(shù)的經(jīng)濟性和適用性，展望了合成天然氣技術(shù)的工業(yè)開(kāi)發(fā)前景.關(guān)鍵詞:合成天然氣;煤;合成氣;二氧化碳;生物質(zhì);焦爐氣中圖分類(lèi)號: TQ519文獻標志碼: A文章編號: 1000- 6613 (2011) 01 -0110- 07Technological progress of synthetic natural gasYANG Bolun', u Xingxing', YI Chunhai' , JIANG Xuedong'，ZHANG Yong', ZHOU Xiaoqi2('School of Energy and Power Enginering, Xi'an Jiaotong University;Northwest Research Institute of Chemical Engineering, Xi'an 710049，Shaanxi, China)Abstract: Technological progress of synthetic natural gas ( SNG ) is reviewed, mainly including directsynthesis from coal, indirect synthesis from syngas, methanation of carbon dioxide, synthesis frombiomass and coke oven gas. The characteristics and the corresponding equipments for thesetechnologies are discussed. By comparing their economical efficiencies and applicabilities, thedevelopment of the synthetic natural gas technologies is prospected.Key words: synthetic natural gas; coal; syngas: carbon dioxide; biomass; coke oven gas隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城市化進(jìn)程的然氣的制備奠定了基礎。推進(jìn)，具有優(yōu)質(zhì)潔凈和環(huán)保特點(diǎn)的天然氣需求急我國的能源資源特點(diǎn)是少油、貧氣、富煤。煤劇攀升，其在能源結構中的比例也迅速增加。我炭資源相對豐富，充分利用廉價(jià)的煤炭資源生產(chǎn)天國雖然先后實(shí)施了西氣東輸、川氣東送以及通過(guò)然氣，其能量利用率高、單位熱值耗水量低，是解與俄羅斯、土庫曼斯坦、澳大利亞等簽署天然氣決我國天然氣供需矛盾的重要途徑。此外利用CO2供給協(xié)議的戰略舉措，但天然氣仍面臨著(zhù)嚴重的和生物質(zhì)資源生產(chǎn)天然氣，不僅可拓寬CO2和生物供需矛盾。質(zhì)的利用方式,同時(shí)也將大大減少溫室氣體的排放。合成天然氣技術(shù)是指根據甲烷化反應原理，利另外，我國焦化企業(yè)每年副產(chǎn)大量焦爐氣，其中很用相應的設備將含碳資源轉化為甲烷的技術(shù)。自20大部分被點(diǎn)了天燈，利用率十分低下，因此利用甲世紀30年代出現以來(lái)其發(fā)展一-度停滯， 但在70年烷化反應，從煉焦爐等碳氫尾氣來(lái)制取合成天然氣代的石油危機以后重新被人們所重視，現階段已進(jìn)的技術(shù)也得到廣泛關(guān)注。以上合成天然氣技術(shù)不但入高速發(fā)展時(shí)期。美國、英國、德國等發(fā)達國家都可以緩解我國天然氣的市場(chǎng)需求，降低進(jìn)口天然氣在進(jìn)行合成天然氣技術(shù)的研究，但他們主要將其作為技術(shù)儲備。我國從20世紀80年代以來(lái)，主要根收稿日期: 2010-10-08.據城市煤氣發(fā)展的實(shí)際情況，對合成天然氣技術(shù)進(jìn)基金項目:國家科技支撐計劃項目(2009BAA20B03)。第- -作者及聯(lián)系人:楊伯倫(1954- -)。男，教授，研究方向為反應、行了研究，開(kāi)發(fā)了許多合成工藝和相關(guān)催化劑，這分離及其相互耦合，一碳資源利用，清潔替代燃料的制備等。E-mail些前期的研究開(kāi)發(fā)工作，為今后進(jìn)- -步 加速合成天buyange@mail.ju educ.第1期楊伯倫等:合成天然氣技術(shù)進(jìn)展●111.市場(chǎng)給我國帶來(lái)的潛在風(fēng)險，而月對推進(jìn)我國產(chǎn)業(yè)燕汽焦油結構調整和能源結構優(yōu)化、保障國家能源安全也具煤+催化劑催化蒸有重要的戰略意義。凈化分離→SNG本文作者將通過(guò)分析國內外合成天然氣的技術(shù)現狀以及發(fā)展前景，綜合比較各種合成天然氣Co、H2工藝的不同特點(diǎn)，力圖對我國該領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步催化劑分離“殘渣有所啟迪。圈2催化蒸汽氣化工藝流程示意圖1煤直接合成天然氣技術(shù)反應所放出的熱量提供，然后通過(guò)吸附的方法將甲煤直接合成天然氣技術(shù)是指以煤為原料一步烷從混合氣中分離出來(lái)，剩下的Co和H2循環(huán)回到氣化生成甲烷，根據煤甲烷化過(guò)程中添加氣化劑的反應器中繼續進(jìn)行合成天然氣的反應4，主要反應不同，該技術(shù)可分為加氫氣化技術(shù)和催化蒸汽轉化包括C+H2O-一CO+H2, CO+3H2- 一CH4+H2O。技術(shù)。反應所需溫度比加氫氣化工藝要低，在600~700 C.加氫氣化工藝，如圖1所示利，以氫氣作為氣美國巨點(diǎn)能源公司在該技術(shù)的基礎上開(kāi)發(fā)出一種新化劑，煤粉顆粒在一一個(gè)具有內部熱流循環(huán)的流化床型的催化蒸汽氣化技術(shù)，又稱(chēng)藍氣技術(shù)5。它包括，反應器中和氫氣轉化為CH4，產(chǎn)生的焦炭從反應器整個(gè)反應器的開(kāi)發(fā)和由廉價(jià)金屬組成的可回收催化底部排出網(wǎng)，主要反應為C+2H2- 一CH4。該工藝劑。該技術(shù)被認為是目前世界上最先進(jìn)的一步法煤最早是在20世紀80年代由日本大阪煤氣公司開(kāi)發(fā)制天然氣技術(shù)。的，但并不成熟，美國APS對此很感興趣，現在仍加氫氣化和催化蒸汽氣化過(guò)程無(wú)需氧氣參加在研究中國。加氫反應器中部分產(chǎn)物甲烷會(huì )發(fā)生蒸反應，能夠節省空分費用，而且氣化反應和甲烷化汽重整生成CO和H2進(jìn)行循環(huán)，使得加氫氣化技術(shù)反應溫度不高，這也降低了成本。但加氫氣化工藝具有很高的熱效率:其反應溫度為870 C左右，只中氫源得來(lái)不易，催化蒸汽氣化工藝中催化劑的回需控制氫氣的溫度就能保證反應器溫度的穩定;產(chǎn)收較為麻煩。物焦炭還可二次氣化產(chǎn)生氫氣作為合成天然氣的氫2煤經(jīng)合成氣制取天然氣技術(shù)源，也可用于發(fā)電。催化蒸汽氣化工藝如圖2所示"，最早是由美煤經(jīng)合成氣制取天然氣技術(shù)又叫蒸汽氧化國?？松?Exxon)石油公司在20世紀70年代開(kāi)氣化法，主要反應分為兩步:①C+O2- +CO, C+發(fā)，在此工藝中，帶有堿金屬催化劑(如K2CO3)H20- - C0+H2, C+CO2-一2CO;②C0+3H2一的煤粉顆粒與水蒸氣在一一個(gè) 反應器中同時(shí)發(fā)生氣化CH4 +H2O,所以有時(shí)也稱(chēng)“兩步法”煤制天然氣技和甲烷化反應，氣化反應所需的熱量剛好由甲烷化術(shù)，工藝流程如圖3所示6。其核心技術(shù)是甲烷化蒸汽CO2技術(shù)，該過(guò)程放熱量大，同時(shí)甲烷化反應為體積縮小的反應，因此一般在低溫高壓下進(jìn)行，但為了保一+SNG證一定的甲烷化速率，反應溫度又不能過(guò)低:其選窗-座翅[用的催化劑為鎳基催化劑，活性高，選擇性好而且，殘渣H價(jià)格低廉。目前該工藝已經(jīng)有商業(yè)化應用，但熱效圖1加氫氣化工藝流程示意圖率比“-步法”要低。煤一物破氣[機一不一&[L分離}品-甲院化一一SNO圖3蒸汽氧化氣化工藝流程示意圖●112.工進(jìn)2011年第30卷常用的甲烷化反應器有固定床反應器和流化司還開(kāi) 發(fā)出其甲烷化過(guò)程專(zhuān)用催化劑，無(wú)論在高溫床反應器。條件(700 C)還是在低溫條件(250 C)下都能2.1固定床反應 器適用，活性非常穩定。甲烷化固定床反應器最早應用于合成氨工業(yè)，20世紀60年代末期英國燃氣公司(BG)開(kāi)發(fā)它是用來(lái)除去氫氣中微量的co氣體，以避免合出 CRG甲烷化技術(shù)，該技術(shù)因其開(kāi)發(fā)的CRG催化成氨催化劑中毒，由于CO的量很少，其反應熱劑而成名，70年代初主要用于在低溫下將廉價(jià)的烴的移除并不在考患范圍之內。但在制備合成犬然類(lèi)餾分(石腦油等)轉化為低熱值的城市煤氣，并氣過(guò)程中，大量的反應熱要求其必須采用多段絕沒(méi)有進(jìn)行深度甲烷化4。隨后BG公司和美國康諾熱固定床反應器以進(jìn)行段間換熱，或者采用產(chǎn)品克公司對其進(jìn)行改進(jìn)，用于煤制合成天然氣，凈化氣循環(huán)的方法以稀釋進(jìn)料中co濃度來(lái)降低反應后的合成氣和過(guò)熱蒸汽-起被送入四段絕熱固定床器的溫度。甲烷化反應器，前兩個(gè)反應器帶有氣體循環(huán)裝置，德國魯奇(LURGI)煤氣甲烷化技術(shù)開(kāi)發(fā)于20以控制反應器溫度，后兩個(gè)反應器反應溫度較低，世紀70年代，它是世界上唯--成功應用于商業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行補充甲烷化，甲烷產(chǎn)率很高。反應過(guò)程中產(chǎn)生的合成天然氣技術(shù)。它采用碎煤固定床加壓氣化技的熱量用以生產(chǎn)進(jìn)料過(guò)熱蒸汽，熱能利用合理。該術(shù)，副產(chǎn)大量的焦油、石腦油、粗酚等價(jià)值較高的工藝主要操作條件和丹麥托普索工藝接近，壓力為產(chǎn)品，對天然氣的生產(chǎn)成本和企業(yè)的經(jīng)濟效益會(huì )產(chǎn)3~6 MPa,溫度為250~700 C，變換過(guò)程和甲烷生重大影響。1960- -1970年間，西德魯奇公司化過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，但水蒸氣的加入有時(shí)會(huì )造成催化(LURGI)和南非石化公司(SASOL) 在南非建劑的燒結"。利用該技術(shù)，1972 年蘇格蘭在西田建立了一套半工業(yè)化煤制合成天然氣試驗裝置'”;立了世界上首個(gè)完整的煤制天然氣示范裝置!2。20與此同時(shí)，魯奇公司和奧地利艾爾帕索天然氣公世紀90年代末期，英國戴維(DAVY)公司獲得了司(EL PASO)在奧地利維也納建立了另一-套半CRG技術(shù)的轉讓許可權，因此該技術(shù)有時(shí)也稱(chēng)工業(yè)化的天然氣合成試驗裝置，其甲烷化所用CODAVY甲烷化技術(shù)。和H2來(lái)自于石腦油催化裂化”。在上述經(jīng)驗基礎20世紀70年代，德國林德(LINDE)公司開(kāi)上，美國北達科他州在大平原建成世界上唯- - 的發(fā)出一種新型的煤制天然氣技術(shù)，其第-段反應器煤制天然氣商業(yè)化裝置。該裝置采用18臺魯奇氣為等溫固定床反應器， 催化劑床層內部嵌有換熱列化爐，所得合成氣(CO和H2)經(jīng)過(guò)水煤氣變換管，換出的熱量用于生產(chǎn)高壓蒸汽，高壓蒸汽和合改變CO/H2比后，進(jìn)入低溫甲醇洗裝置，最后被成氣逆流混合進(jìn)入等溫反應器中，反應器出口部分送入兩段帶有內循環(huán)體系的絕熱固定床甲烷化反氣體進(jìn)入第二段絕熱固定床反應器以提高甲烷產(chǎn)應器8。該技術(shù)煤制備輸送簡(jiǎn)單，在煤氣化過(guò)程率，兩段反應器都采用產(chǎn)品氣循環(huán)的方法來(lái)控制反中會(huì )產(chǎn)生大量甲烷，因此甲烷化反應器負荷較小，應溫度，最后兩個(gè)反應器中的氣體混合，然后經(jīng)壓投資費用較低?？s冷卻除掉水分得到合成天然氣"。該工藝設計合1970- 1980年間，德國于利希核研究中心理，CO轉化率也很高，但較為復雜，不易控制，(KFA)、普魯士萊因鋼鐵廠(chǎng)和丹麥托普索(TOPSE)目前僅應用于合成甲醇。公司合作開(kāi)發(fā)出CH4蒸汽重整制合成氣和合成氣甲RMP甲烷化技術(shù)是美國RMP公司(Ralph M.烷化的循環(huán)工藝用以?xún)Υ婧歪尫鸥邷睾朔磻训哪躊arsons Company)于20世紀80年代開(kāi)發(fā)的，其甲量'9，該工藝隨后發(fā)展成為托普索甲烷化技術(shù)烷化過(guò)程共采用6段絕熱固定床反應器，因此反應(TREMP)，用于煤炭制取合成天然氣。煤炭先經(jīng)可在高溫下進(jìn)行:反應器不帶氣體循環(huán)裝置，但前氣化制取合成氣，然后脫除酸性氣體，凈化后的合三個(gè)反應器采用合成氣直接冷激的方式以降低反應成氣與循環(huán)的產(chǎn)品氣混合進(jìn)入第- - 段甲烷化反應器進(jìn)口溫度:凈化后的合成氣有40%和水蒸氣進(jìn)入器，共采用三段絕熱固定床反應器，段間回收的熱第一段甲烷化反應器,進(jìn)口溫度約為480C,有30%量用以生產(chǎn)高壓蒸汽(10。該技術(shù)甲烷產(chǎn)率高，熱能和第一段反應器的出口氣體進(jìn)入第二段反應器，剩利用合理，在國際上備受青睞，目前美國伊利諾斯下30%合成氣同樣和第二段反應器出口氣體混合進(jìn)州和南印第安納州均有應用。此外，丹麥托普索公入第三段反應器，最后三段反應器繼續甲烷化;反第I期楊伯倫等:合成天然氣技術(shù)進(jìn)展●113.應器也不帶獨立的CO變換裝置，在第- -段反應器底部設有3個(gè)進(jìn)氣口，2個(gè)反應器都帶有催化劑中就已經(jīng)基本完成變換過(guò)程!3-14]。該甲烷化技術(shù)流再生裝置。反應器操作溫度在200~400 C, H2程簡(jiǎn)單，易于控制，六段反應器保證甲烷化過(guò)程的和CO的轉化率很高，能達到95%~98%1.17].充分進(jìn)行，但段數較多，設計比較麻煩，費用也較1963年，美國B(niǎo)CR公司采用一個(gè)帶錐形進(jìn)料口高。1977年英國化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的ICI甲烷化技術(shù)和的氣固流化床反應器利用煤制取合成天然氣。流RMP甲烷化技術(shù)類(lèi)似，同樣采用高溫單程甲烷化工化床中間設有2根換熱列管，列管中冷卻劑為礦藝，但其僅有三段絕熱固定床反應器。第-段反應物油，其操作溫度為430~530 C,最終co轉化器進(jìn)口溫度為400 C,出口溫度不超過(guò)750 C,該率并不高，為70%~95%，隨后Harshaw化學(xué)公技術(shù)所用的催化劑鎳負載量較高,具有很高的活性、司對其催化劑進(jìn)行改進(jìn)，CO轉化率高達96%~選擇性和機械強度"。9.2%"1。1975-1986 年，德國蒂森煤氣公司和20世紀90年代末，我國北京煤化學(xué)研究所開(kāi)卡爾斯魯厄大學(xué)合作相繼建立了煤制天然氣的試發(fā)出兩段爐水煤氣常壓甲烷化技術(shù)，第一段先將水驗裝置和半工業(yè)化裝置，同樣采用流化床甲烷化煤氣粗脫硫后送入加氫反應器，使不飽和烴和有機反應器，但在80年代末期因為油價(jià)的下跌被迫停硫轉化;第二段經(jīng)變換和精脫硫后送入四段絕熱固止運行18。定床反應器。在該工藝的基礎上北京煤化學(xué)研究所流化床甲烷化反應器雖然反應效果好，甲烷產(chǎn)和西北化I研究院合作完成了常壓兩段爐水煤氣甲率高，但其催化劑的夾帶和損耗相當嚴重，同時(shí)流烷化工藝及催化劑中試研究5);另外，中國科學(xué)院化床反應器造價(jià)高，這些都是制約采用流化床反應大連化學(xué)物理研究所還開(kāi)發(fā)了常壓耐高溫煤氣直器制取合成天然氣的重要因素。但在煤制天然氣過(guò)接甲烷化工藝，合成氣經(jīng)脫硫換熱后，無(wú)需變換程中，流化床制取合成氣的技術(shù)已相當成熟，目前直接進(jìn)入甲烷化反應器，反應熱由液態(tài)導熱載體主要有美國德士古(Texaco) 公司開(kāi)發(fā)的水煤漿氣回收(6]。以上兩種甲烷化工藝設計合理，熱能利用化技術(shù)，荷蘭謝爾公司開(kāi)發(fā)的SHELL煤粉氣化技率高，產(chǎn)品氣質(zhì)量很高，催化劑活性穩定，但不耐術(shù)和德國未來(lái)能源公司開(kāi)發(fā)的GSP煤粉加壓氣化硫，脫硫過(guò)程耗費較高。最近杭州林達化工技術(shù)有技術(shù)。此外，我國華東理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的多噴嘴對置限公司開(kāi)發(fā)的低溫甲烷化煤制合成天然氣技術(shù)，反水煤漿氣化技術(shù)和西北化工研究院開(kāi)發(fā)的多元料漿應器為一等溫固定床反應器，甲烷化反應溫度溫和，氣化技術(shù)也達到了世界先進(jìn)水平。在360 C左右，同時(shí)用副產(chǎn)高壓蒸汽連續移走反應除采用上述固定床反應器和流化床反應器合熱，保證了反應溫度的穩定?？偟膩?lái)說(shuō)，采用固定床反應器來(lái)制取合成天然成天然氣外，其它反應器制取合成天然氣的技術(shù)也氣時(shí)，由于固定床反應器傳熱性能較差，而甲烷層出不窮。1970 年，美國匹茲堡能源技術(shù)中心采用化反應放熱量較大，因此- -方 面需要利用產(chǎn)品氣列管式反應器將合成氣轉化為甲烷，但列管式反應的循環(huán)來(lái)盡量減少反應器的段數，在保證甲烷化器處理量小，放大困難1920]; 1977- -1978年，美國效率的同時(shí)提高系統的熱能利用率:另一方面，化學(xué)公司還采用過(guò)液相催化甲烷化反應試驗，合成耐硫催化劑的研制也能將變換和甲烷化裝置合為氣進(jìn)入以礦物油為主體的液相催化體系，如此能夠一體，這將大大簡(jiǎn)化合成天然氣的工藝流程，減更有效地移除反應熱，但CO轉化率較低，催化劑少投資費用。的損失也比較嚴重12-21..2 流化床反應器3生物質(zhì)合成天然氣技術(shù)流化床反應器中質(zhì)量和熱最傳遞相對絕熱固定床反應器來(lái)說(shuō)都具有很大的優(yōu)勢，因此非常適合生物質(zhì)能是一種重要的可再生能源，生物質(zhì)中于大規模強放熱過(guò)程，而且它操作簡(jiǎn)單,易于控制。含有大量含碳物質(zhì)，利用生物質(zhì)氣化得到的富氫氣1952年，美國礦業(yè)局開(kāi)展煤制天然氣試驗，采用兩體制取合成犬然氣，不僅能夠大量降低因其燃燒而個(gè)不同的流化床甲烷化反應器，催化劑采用鎳基催排放的CO2,減輕溫室效應，還能提升能源的品質(zhì)，化劑。第一個(gè)流化床反應器器壁設有多個(gè)開(kāi)口，便符合我國可持續發(fā)展戰略的要求，是新型的合成天于熱電偶測最催化劑的溫度;另一 一個(gè)流化床反應器然氣技術(shù)，其工藝流程如圖4所示?！?14.化工進(jìn)展2011年第30卷.蒸興(或氣氣焦油H物一化們一洗預熱」一C脫城」一生印烷化反|雜質(zhì)t分網(wǎng)-+SNG質(zhì)灰分H:OIH;圖4生物質(zhì)合成天然氣工藝流程示意圖2002年，荷蘭能源研究中心(ECN)對生物質(zhì)較高。因此若能對生物質(zhì)氣化過(guò)程中的焦油進(jìn)行有合成天然氣進(jìn)行了熱力學(xué)和工藝流程的可行性分效處理，生物質(zhì)氣化合成天然氣技術(shù)必將獲得更加析，其基本流程包括生物質(zhì)的氣化、氣體凈化、甲廣闊的前景。烷化和甲烷品質(zhì)的提升等步驟。2003年他們采用固4 CO2甲烷化合成天然氣技術(shù)定床反應器建立了試驗裝置并著(zhù)手進(jìn)行放大，其氣化過(guò)程中鏈烴裂化所用催化劑為氧化鋅123-25)。同全世界每年排放大量的CO2,對環(huán)境造成了嚴時(shí)，德國斯圖加特氫和太陽(yáng)能能源研究中心重污染，而CO2是潛在的含碳資源，開(kāi)展CO2甲烷(ZSW)研發(fā)出一種AER甲烷化工藝，在低溫流化合成天然氣的研究對環(huán)境保護和能源供給具有重化床反應器中將生物質(zhì)氣化得到富氫氣體，然后大的意義。通過(guò)固定床反應器合成天然氣，催化劑為鎳基催近年來(lái)，法國化學(xué)家Paul Sabatier 提出的CO2化劑，反應器外部用熔鹽冷卻"。1999年瑞士保甲烷化合成天然氣技術(shù)在國際上備受關(guān)注，其基本羅謝樂(lè )研究院就已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注生物質(zhì)合成天然氣，思想是利用太陽(yáng)能發(fā)電電解水來(lái)制取氫源，然后H22002年，該研究院和洛桑理工大學(xué)及一個(gè)私營(yíng)合和CO2發(fā)生如下反應CO2+4H2- + CH4+2H2O,生作者對生物質(zhì)合成天然氣進(jìn)行了初步的理論研究產(chǎn)的CH4可作為燃料使用,燃燒產(chǎn)生的CO2可重復和試驗研究。他們采用內循環(huán)流化床在商業(yè)條件下甲烷化，該循環(huán)體系129- 30既能解決CO2排放問(wèn)題，操作，但合成氣中含有大量的不飽和烴，在高溫還能夠制取合成天然氣，-舉兩得。根據此原理，下很容易積炭，這對甲烷化反應不利，所以需要日本計劃用10年時(shí)間建立以太陽(yáng)能為能源、以CO2對反應溫度進(jìn)行控制。目前該工藝仍在放大研究為原料的犬然氣合成工業(yè)體系，目前進(jìn)展迅速。我中126-27),而瑞士哥德堡已經(jīng)開(kāi)始生物質(zhì)合成天然國西北大學(xué)采用水蒸氣選擇滲透膜及Ru/ALO3 催氣商業(yè)化裝置的興建?；瘎?，建立了反應分離耦合的實(shí)驗室膜反應器，對生物質(zhì)合成天然氣技術(shù)的重點(diǎn)在于生物質(zhì)的CO2甲烷化反應性能進(jìn)行了研究}。結果表明CO2氣化和氣化后產(chǎn)物的凈化。生物質(zhì)氣化是指生物質(zhì)轉化率比同種條件下傳統固定床反應器要高，但膜與空氣、氧氣和水蒸氣發(fā)生氣化反應或者在高溫下反應器造價(jià)高，裝置復雜，實(shí)施起來(lái)比較困難。另真接熱解氣化，除產(chǎn)生富氫氣體外，還副產(chǎn)大量的外，地下天然氣的成因和地質(zhì)研究近年來(lái)受到人們焦油。當采用流化床反應器進(jìn)行生物質(zhì)氣化時(shí)，氣越來(lái)越多的關(guān)注和重視,近30年的天然氣勘探實(shí)化強度很高，但由于氣化溫度較低會(huì )導致焦油裂解踐和理論研究使人們逐漸認識到，當地質(zhì)條件有受到抑制:當采用固定床反應器進(jìn)行生物質(zhì)氣化時(shí)，利時(shí)，CO2與H2在地F形成CH4成為可能。中國原料適應廣泛，但氣化強度不高，而且一般為間歇科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院在研究青海澀操作|28]。生物質(zhì)氣化過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生很多雜質(zhì)組分如北生物氣田地質(zhì)條件的基礎上考察了不同溫度及有機硫、液態(tài)焦油、灰分等，對合成天然氣不利，CO2和H2注入量情況下以二氧化碳為基質(zhì)生成甲必須進(jìn)行凈化，可采用水洗法，既能脫除雜質(zhì)，還.烷的效果,提出了制取合成天然氣的有利條件[321,能降低氣體的溫度，但對含焦油廢水的處理尚存在這為我國CO2合成天然氣技術(shù)開(kāi)辟了一條嶄新的困難，也可采用催化裂解法，焦油裂解能夠產(chǎn)生更途徑。多的Co和H2,有利于提高天然氣的產(chǎn)量，但耗能CO2甲烷化合成天然氣技術(shù)多種多樣，但都在第1期楊伯倫等:合成天然氣技術(shù)進(jìn)展●115.研究中。選擇合適的反應器和合適的反應方式，將氣，其工藝流程如圖5所示31。該技術(shù)采用的多CO2轉化為CH4不僅能夠減輕溫室效應，還能進(jìn)行級串聯(lián)、氣體循環(huán)、蒸汽回收等甲烷化工藝流程能源的循環(huán)利用，極具發(fā)展潛力。能夠對甲烷化反應熱進(jìn)行合理利用，采用的變溫吸附新技術(shù)能夠有效除去焦爐氣中雜質(zhì)，保護相5焦爐氣合成天然氣技術(shù)關(guān)設備和防止催化劑中毒。該技術(shù)實(shí)現了焦爐氣我國焦爐氣很大部分被排放，這既是資源的浪凈化、甲烷化以及變壓吸附氣體分離成套技術(shù)的費，又會(huì )對環(huán)境造成污染，因此利用焦爐氣制取合集成創(chuàng )新。不久前大連普瑞特化工科技有限公司、成犬然氣不失為焦爐氣高效利用的新途徑。山東鐵雄能源煤化有限公司和成都五環(huán)新銳化工2007年,西南化工研究院對焦爐氣合成天然氣有限公司合作建立了首套焦爐氣甲烷化合成天然的工藝申請了專(zhuān)利。具體方法是先將焦爐氣凈化脫氣試驗裝置，并完成1000 h全流程連續試驗，該除苯、萘、硫化物等雜質(zhì)，然后經(jīng)壓縮換熱，最后項目實(shí)現了多項創(chuàng )新，其二段絕熱低壓尾氣不循在催化劑的作用下進(jìn)行甲烷化反應CO+3H2-一環(huán)補加水蒸氣工藝和甲烷化催化劑性能已達到世CH4+H2O, CO2+4H2- 一CH4+2H2O，生成以CH4界先進(jìn)水平。目前陜北半焦(蘭炭)清潔生產(chǎn)和為主的混合氣再經(jīng)過(guò)變壓吸附，得到合成天然氣;碳氫尾氣合成天然氣關(guān)鍵技術(shù)和示范裝置正在研在制取合成天然氣的同時(shí)還可得到純度很高的氫究開(kāi)發(fā)中。水分「安爪門(mén)十SNG應器1分離H2循環(huán)氣圖5焦爐氣合成天然氣工藝流程示意圖焦爐氣合成天然氣技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，此舉為以后建設天然氣工業(yè)化生產(chǎn)裝置積累了寶貴的經(jīng)將解決焦爐氣排放造成的環(huán)境污染和資源浪費問(wèn)驗。2009年5月，煤制天然氣作為工業(yè)示范項目被題，還能帶動(dòng)焦化產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步，增加列入國家《石化產(chǎn)業(yè)調整和振興規劃》，體現了國天然氣供應，促進(jìn)可持續發(fā)展。家對天然氣能源的需求和對發(fā)展煤制天然氣產(chǎn)業(yè)6展望的重視。2010年8月，慶華集團在新疆投資建設的煤制天然氣項目獲批，使我國被正式核準的煤在我國，天然氣缺口的存在將促使合成天然氣制天然氣項目由以前的3個(gè)(大唐內蒙古赤峰、技術(shù)的發(fā)展和應用持續升溫，其中德國魯奇工藝、大唐遼寧阜新、匯能內蒙古鄂爾多斯)增加到4丹麥托普索工藝和英國CRG工藝技術(shù)成熟，是工個(gè)，此外，中國海洋石油總公司、神華寧煤集團、業(yè)化生產(chǎn)合成天然氣的首要選擇。此外，隨著(zhù)資源華銀電力、新汶礦業(yè)都在積極實(shí)施煤制天然氣計的消耗以及新世紀對能源有效利用的要求，生物質(zhì)劃，而合成天然氣技術(shù)的發(fā)展必將進(jìn)- - 步加快實(shí)合成天然氣、CO2甲烷化合成天然氣、焦爐氣合成施上述計劃的步伐，為我國的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和能天然氣技術(shù)都將成為發(fā)展的熱點(diǎn)，而且從目前的化源結構優(yōu)化作出巨大的貢獻。工技術(shù)發(fā)展水平和經(jīng)濟性方面來(lái)考慮，合成天然氣參考文獻技術(shù)向多聯(lián)產(chǎn)方向發(fā)展有利于節能降耗和降低投資和產(chǎn)品成本,不失為發(fā)展潛旭大的選擇134-35]。我[1] 張運東，趙量.國際煤制合成天然氣技術(shù)的專(zhuān)利格局U.石油科技論壇，2009 (4); 59-62.國煤炭資源豐富，充分利用煤及附屬產(chǎn)品和可再生[2]張銥鼢， 路兵。煤加氧生產(chǎn)代用天然氣技術(shù)[].煤炭轉化，1998，的生物質(zhì)資源合成天然氣更是前景廣闊。2008 年1121 (1)2 25-29.月，我國新奧集團煤制犬然氣項目投料試車(chē)成功，[3] Raymond Hobbo. 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