新型VESTA甲烷化工藝路線探究

宮萬福，閆兵海

（惠生工程（中國）有限公司，北京100102）

我國煤炭資源相對豐富，清潔高效地利用煤炭資源是我國能源發展的必然需求。煤制合成天然氣（SNG）是指使煤炭經煤氣化、水氣變換、氣體凈化和甲烷化反應轉化為SNG。在我國適度發展煤制合成天然氣，可以有效增加國內天然氣的供給，降低對外依存度，保障國家能源安全[1]。發展煤制合成天然氣技術對拓展煤炭資源的利用途徑，緩解國內天然氣資源短缺的現狀具有重要意義。

甲烷化工藝技術是煤制合成天然氣的關鍵技術之一。國內外研究機構已研發出多種甲烷化工藝，這些甲烷化工藝，按照產品氣是否循環，可分為循環式和無循環式工藝。循環式甲烷化工藝相對成熟，已工業化應用[2-4]。無循環式甲烷化工藝簡單、投資省、能耗低，已完成中試，如惠生工程公司的VESTA 甲烷化中試裝置[1,5]；按照反應器類型，可分為絕熱固定床工藝、等溫固定床（列管式）工藝、漿態床工藝和流化床工藝。絕熱固定床工藝的優點是結構簡單，易于工業化放大，催化劑機械磨損小，反應器操作方便和操作彈性大等，缺點是床層傳熱系數小，容易產生局部過熱。等溫列管式工藝的優點是換熱效率高，但是存在著反應器結構復雜、設計制造困難、催化劑裝卸困難等問題。漿態床工藝雖然換熱效率高，但是受氣液固三相傳熱限制，反應轉化率較低，仍處于實驗室研究階段。流化床工藝雖然氣固傳質傳熱效率高、移熱方便、不易飛溫，但存在著氣體容易返混、催化劑易磨損、易攜帶損失、催化劑消耗量大等問題[1]；……