2024年5月2日发(作者：)

所谓甲烷化，是指合成气中CO、CO2和H2在一定的温度、压力及

催化剂作用下，进行化学反应生成CH4的过程。

甲烷化反应是体积缩小的强放热可逆反应，并且在反应过程中可能发

生析碳反应，CO每转化1%，温升为70-72℃，甲烷化反应必须在催

化剂的作用下才能进行，而CO和H2之间的催化反应，属于典型的

选择性催化反应，在不同的催化剂和工艺条件作用下，可以选择生成

甲烷、甲醇、酚和醛或者液体烃等不同物质。

在煤制天然气过程中，甲烷化方程式为：

1） CO+3H2=CH4+H2O+206.2 KJ /MOL

2） CO2+4H2=CH4+2H2O+165KJ/MOL

甲烷化反应的过程中主要的控制内容：

1. 对甲烷化反应热的控制及回收

2. 对于甲烷催化剂的使用与保护

甲烷化催化剂的主要活性成分是镍基。催化剂一般由活性组分Ni(或

NiO)、载体、助剂几部分组成。其主要特点：a.对原料气中的H2和

CO的含量之比要求较高b.活性高、转换率较高c.不耐硫，对原料气

脱硫要求高d.抗积碳能力差e.反应压力低f.反应器的空速比较高g.

选择性比较高

由于国内甲烷化技术及催化剂尚没有大规模工业化的运行经验，现在

只有美国大平原煤制天然气工厂，于1984年投产，它是世界上第一

座，甲烷化的大型商业化工厂，该厂至今仍在正常运行。目前国外甲

烷化技术各有其特点，都采用各自独立的甲烷化催化剂，操作温度可

在250~700℃之间，可以副产蒸汽，所产天然气符合管道输送的要

求。

目前针对我国引进粉煤气化工艺气CO含量高，变换过程中容易发生

甲烷化副反应，反应深度和床层热点温度难于控制等难题，通过对甲

烷化副反应影响因素以及变换反应的分段和一段炉反应深度控制研

究，开发了粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺。该工艺利用粉煤气化

原料气中水含量低的特点。全部采用QDB-04催化剂，通过控制工艺

气中水/气来控制第一反应器变换反应的深度和床层的热点温度。达

到在不发生甲烷化副反应的条件下，降高浓度CO部分变换。

该工艺第一段水/气最高不超过0.3，其他各段水/气最高不超过

0.5。最高热点温度不超过400℃，操作条件缓和，变换装置运行平稳，

无甲烷副反应发生，能够大幅度降低蒸汽用量并节省设备投资。