前言

現代煤化工是煤炭清潔高效利用的一種有效方式，已經被國家“十三五”規劃列為重點發展的100項重大工程之一。煤制合成天然氣作為現代煤化工的一個重要組成，近年來發展迅速。截至2018年10月，煤制合成天然氣項目投產4個，實際投產產能51×10⁸m³/a，國家發改委核準和給予啟動前期工作的煤制合成天然氣項目12個，產能802×10⁸m³/a，規劃建設煤制天然氣項目13個，產能428×10⁸m³/a。

煤制合成天然氣工廠采用的煤炭氣化、合成氣變換及凈化等工藝已在煤化工行業應用多年，積累了豐富的經驗；而合成氣甲烷化是煤制合成天然氣工廠特有技術，相關經驗不多，急需系統論述合成氣甲烷化技術的專著，以滿足需要。

2010年開始，中國大唐集團公司牽頭組織承擔了國家高技術研究發展計劃（簡稱863計劃）重點項目“煤氣化甲烷化關鍵技術開發與煤制天然氣示范工程”，并具體承擔了課題三“合成氣完全甲烷化成套工藝技術開發”，同時自主立項開展了“合成氣甲烷化催化劑開發”的研究。上述兩個課題均已完成，其中甲烷化催化劑已成功應用于內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣公司引進的甲烷化裝置上，效果良好，系國內首個實現工業應用的國產化合成氣甲烷化催化劑。與之相關的“合成氣完全甲烷化催化劑”、“合成氣完全甲烷化成套工藝技術”以及“400×10⁴m³/d（標況下）合成天然氣的合成氣甲烷化裝置技術工藝包”均通過了中國石油和化學工業聯合會組織的專家評審。

基于上述情況，我們在完成863計劃項目和催化劑開發工作基礎上，參考有關煤制合成天然氣的相關技術及最新成果，編寫了這本《合成氣甲烷化技術》，為生產技術人員和科研人員提供參考。

本書共8章，首先介紹了合成氣甲烷化技術背景、國內外研究開發和應用現狀。其次，從合成氣甲烷化反應熱力學和動力學入手，詳細論述了甲烷化催化劑催化性能、要素組成和反應機理，介紹了國內外開發的合成氣甲烷化工藝技術流程，并進行了過程模擬，建立反應器數學模型并對相關模擬結果進行了分析。最后，對國內外合成氣甲烷化新技術進行了展望。

本書由中國大唐集團公司參與863計劃項目和催化劑開發工作的相關人員按照各自負責的研究課題、專業特長和分工分別撰寫。李安學、李春啟負責總策劃和協調，李安學、李春啟、梅長松、劉永健負責組織與統稿。具體分工如下：第1章李安學、劉永健；第2章康善嬌、劉鑫；第3章左玉幫、李安學；第4章周帥林、梅長松；第5章劉學武、余銘程；第6章、第7章左玉幫、梅長松；第8章李春啟、段士慈。

本書在編寫過程中，得到了大唐國際化工技術研究院有限公司領導、專家和技術人員的大力支持和幫助，在此深表感謝。

盡管我們盡了最大努力，但由于所涉及的專業多、可供參考的資料少，加上水平有限，書中涉及的內容和結論會有不盡完美之處，難免會存在疏漏和不足，懇請讀者批評指正。

編著者

2020年3月