2023年中國礦業(yè)大學(xué)北京碩士研究生煤化學(xué)工程期末考試真題及答案

１簡述以煤為原料制取基本有機化工原料的方法;針對傳統(tǒng)煤化工的缺陷，說明現(xiàn)代煤化工完善的途徑。答:以煤為原料制取基本有機化工原料的方法有以下幾種:煤的干餾,受熱分解生成煤氣、焦油、粗苯、和焦炭的過程，稱為煤干餾，煤干餾分為:低溫干餾500-６00℃，中溫干餾７00-900℃，高溫干餾９0０-１10０℃。煤的低溫干餾,生產(chǎn)低溫焦油,通過加氫生產(chǎn)液體燃料，低溫焦油分離后可得到有用的化學(xué)品,低溫半焦可作為無煙燃料,或氣化原料、發(fā)電燃料以及碳質(zhì)還原劑,低溫煤氣可做燃料氣。煤的高溫干餾即煤在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到1０0０℃左右,一般簡稱煉焦,煤焦油通過加工得到萘、蒽、吡啶、酚、瀝青和碳素制品，焦?fàn)t煤氣通過度離得到用于城市煤氣的煤氣和苯、甲苯、二甲苯，焦炭用于冶金。煤氣化,即煤在特定的設(shè)備內(nèi),在一定的溫度和壓力下使煤中的有機質(zhì)與氣化劑(如蒸汽/空氣或氧氣等)發(fā)生一系列化學(xué)反映,將固體煤轉(zhuǎn)化為CＯ、H2、ＣH4等可燃性氣體。生產(chǎn)的氣體通過凈化后合成合成氣，用于合成氨,甲醇合成，費托合成液體燃料和化學(xué)品（煤間接液化),乙酐的合成。煤的直接液化,即煤高壓加氫液化，用于生產(chǎn)液體燃料。其他方式：用于生產(chǎn)褐煤蠟，活性炭分子篩。煤與石灰熔融生產(chǎn)電石：工業(yè)電石是由生石灰與焦炭或無煙煤在電爐中２200℃反映而制得。電石是生產(chǎn)乙炔的重要原料,將電石水解即可得到乙炔。傳統(tǒng)的煤化工泛指煤的氣化、液化、焦化、及焦油加工、電石乙炔化工等，也涉及運用煤的性質(zhì)通過氧化、溶劑解決制化學(xué)品以及煤為原料制取碳素材料和煤的高分子材料等。傳統(tǒng)的煤化工產(chǎn)業(yè)長期粗放型發(fā)展模式積累的矛盾和問題比較突出，低水平反復(fù)建設(shè)嚴(yán)重,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整不抱負(fù)，隨著節(jié)能減排與環(huán)境保護的日益強化，非高爐煉鐵的發(fā)展,重點是結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)升級。當(dāng)代煤化工完善的途徑和方法:煤制天然氣,煤制天然氣的能量轉(zhuǎn)化效率高,能達成５0%-52%,是最有效的煤炭運用方式。通過煤炭的清潔轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)工業(yè)和民用天然氣,可以補充我國常規(guī)天然氣產(chǎn)量的局限性,對于緩解我國天然氣資源短缺,保障國家能源安全，減少溫室氣體排放,保護地球生態(tài)環(huán)境都具有重要的現(xiàn)實意義。煤制油，煤制油技術(shù)可以解決能源結(jié)構(gòu)多煤少油國家的石油供應(yīng)相對局限性的問題。涉及直接液化和間接液化。直接液化是將煤制成油煤漿,于４５0℃左右和1０－30ＭPａ壓力下催化加氫，獲得液化油，并進一步加工成汽油、柴油及其他化工產(chǎn)品。煤的間接液化是將煤氣化并制得合成氣，然后通過F－T合成，得到發(fā)動機燃料油和其他化工產(chǎn)品的過程。煤制甲醇、二甲醚。甲醇在化學(xué)、醫(yī)藥、輕工、紡織等行業(yè)有著廣泛的用途。甲醇作為一種重要的化工原料，通過羰基化可進一步制取醋酸、醋酸酐、甲酸甲酯、甲酸等重要的化工產(chǎn)品。煤氣化后得到的粗煤氣（ＣＯ2、H２)先經(jīng)預(yù)變換，再經(jīng)低溫甲醇洗、壓縮、甲醇合成、甲醇精餾,最后制得液體甲醇。二甲醚可以代替柴油作為發(fā)動機燃料,也可以作為民用燃料代替ＬPＧ。整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)(IＧCC）,即將多種煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)通過優(yōu)化耦合集成在一起,以同時獲得多種高附加值的化工產(chǎn)品(涉及芳香烴和脂肪烴)和多種潔凈的二次能源（氣體燃料、液體燃料、電等)為目的的生產(chǎn)系統(tǒng)。該技術(shù)不僅在很大限度上解決目前燃煤電站效率低,污染大的問題，并且也克服了天然氣供應(yīng)局限性和價格昂貴的問題。２簡述煤氣化的原理。從多相反映的原理出發(fā)，分析煤氣化過程強化的途徑和方法。答:煤的氣化過程是一個熱化學(xué)過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧氣（空氣、富氧或純氧)、水蒸氣或氫氣等做氣化劑（或稱氣化介質(zhì))，在高溫條件下通過化學(xué)反映將煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程，氣化時所得的可燃?xì)怏w稱為氣化煤氣,其有效成分涉及CO、H２、ＣH4等。氣化過程重要涉及煤的干燥、熱解、重要的化學(xué)反映三個過程。煤的干燥煤的干燥實質(zhì)上是水份從微孔中蒸發(fā)的過程，理論上接近水的沸點下進行。但實際生產(chǎn)中和具體的氣化工藝過程及其操作條件有很大關(guān)系。一般增長氣體流速,提高溫度可以增長干燥速度。干燥過程的重要產(chǎn)物是水蒸氣以及被煤吸附的少量的CO和ＣO2等。煤的熱解煤是復(fù)雜的有機物質(zhì),其主體是含碳、氫、氧和硫等元素的極其復(fù)雜的化合物,并夾雜一部分無機化合物。當(dāng)煤被加熱時,分子鍵的重排將使煤分解為揮發(fā)性的有機物和固定碳。揮發(fā)分實質(zhì)上是由低相對分子量的氫氣、甲烷和一氧化碳等化合物至高相對分子質(zhì)量的焦油和瀝青的混合物構(gòu)成。一般來講，熱解反映的宏觀形式為：重要化學(xué)反映煤炭氣化過程中存在許多化學(xué)反映一般涉及以下幾個反映碳的氧化燃燒反映。煤中的部分碳和氫通過氧化燃燒放熱并生產(chǎn)CO２和水蒸氣,由于處在缺氧環(huán)境下，該反映僅限于提供氣化反映所必需的熱量。氣化反映。氣化爐中最重要的還原反映,發(fā)生于正在燃燒而未燃燒完的燃料中,炭與CＯ2反映生產(chǎn)CO，在有水蒸氣參與反映的條件下，炭還與水蒸氣反映生產(chǎn)H2和CO２，這些反映均為吸熱反映。甲烷生產(chǎn)反映。當(dāng)爐內(nèi)反映溫度在700-800℃時，還伴有以下的甲烷生產(chǎn)反映，對煤化限度淺的煤，尚有部分甲烷產(chǎn)生自煤的大分子裂解反映。其他反映。由于煤中有雜質(zhì)硫存在,氣化過程中還也許同時發(fā)生以下反映:氣化過程中的反映既有氣體反映物與產(chǎn)物或產(chǎn)物之間的均相反映，又有氣、固兩相之間的非均相反映,而氣化反映中很多重要的反映為非均相反映。在固體碳表面進行的非均相反映經(jīng)歷著以下幾個階段：①氣體反映物向固體碳表面轉(zhuǎn)移或擴散。②氣體反映物被吸附在固體碳表面上。③被吸附的氣體反映物在固體碳表面起反映而形成中間配合物。④中間配合物的分解或與氣相中到達固體碳表面的氣體分子發(fā)生反映。⑤反映產(chǎn)物從固體碳表面解吸并擴散到氣體空間。碳的氧化反映、碳與二氧化碳的反映，碳與水蒸氣的反映,碳與氫的反映均屬于多相反映。綜上氣化過程的強化途徑有以下幾種方式(1）提高氣化反映的溫度——氣化反映是吸熱反映。(2）減小原料煤粒度——增大固體顆粒與氣相物質(zhì)的接觸面積。（3）提高氣化劑流速——增大氣化劑與煤粒的相對運動。(4)提高氣化劑中含氧量。（5)增大壓力——提高單位體積內(nèi)氣體物質(zhì)的分子數(shù)。（6）使用催化劑——減少活化能,改變反映的途徑。3結(jié)合煤分子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代結(jié)識,說明煙煤煉焦的原理；討論煉焦工藝參數(shù)對結(jié)焦過程的影響，并分析改善煉焦過程、提高焦炭質(zhì)量的途徑。答：煤在焦?fàn)t內(nèi)隔絕空氣加熱到950-10５0℃,通過干燥、熱解、熔融、黏結(jié)、固化、收縮能階段,獲得焦炭、化學(xué)產(chǎn)品和煤氣,此過程稱為高溫干餾或高溫?zé)捊?簡稱為煉焦。煙煤是復(fù)雜的高分子有機化合物的混合物。它的基本單元結(jié)構(gòu)式聚合的芳核，在芳核的周邊帶有側(cè)鏈。年輕煙煤的芳核小,側(cè)鏈多,年老的煙煤則與此相反。煤在煉焦過程中，隨溫度的升高,連在核上的側(cè)鏈不斷脫落分解。芳核自身則縮合并稠環(huán)化,反映的最終形成煤氣、化學(xué)產(chǎn)品和焦炭。在化學(xué)反映的同時,伴有煤軟化形成膠質(zhì)體，膠質(zhì)體固化黏結(jié)，以及膨脹、收縮和裂紋等現(xiàn)象產(chǎn)生。高溫?zé)捊惯^程可以分為以下四個階段：干燥預(yù)熱階段：煤由常溫逐漸加熱到350℃,失去水分。膠質(zhì)體形成階段:當(dāng)煤受熱到3５0-4８０℃時,一些側(cè)鏈和交聯(lián)鍵斷裂，也發(fā)生縮聚和重排等反映，另一方面是形成相對分子質(zhì)量較小的有機物。粘結(jié)性煤轉(zhuǎn)化為膠質(zhì)狀態(tài)，相對分子質(zhì)量較小的以氣態(tài)形式析出或存在于膠質(zhì)體中，相對分子質(zhì)量較大的以固態(tài)形式存在于膠質(zhì)體中,形成了氣、液、固三相共存的膠質(zhì)體。由于液相在煤粒表面形成,將許多粒子匯集在一起,所以,膠質(zhì)體的形成對煤的黏結(jié)成焦十分重要。不能形成膠質(zhì)體的煤沒有黏結(jié)性，黏結(jié)性好的煤熱解時形成的膠質(zhì)狀液相物質(zhì)多,并且熱穩(wěn)定性好。又由于膠質(zhì)體透氣性差，氣體不易析出，故產(chǎn)生一定的膨脹壓力。半焦形成階段:當(dāng)溫度超過膠質(zhì)體固化溫度480-650℃時,液相的熱縮聚速度超過其熱解速度,增長了氣相和固相的生成,煤的膠質(zhì)體逐漸固化,形成半焦。膠質(zhì)體的固化是液相縮聚的結(jié)果，這種縮聚產(chǎn)生于液相之間或吸附了液相的固體顆粒表面。焦炭形成階段：當(dāng)溫度升高到650-10０0℃時,半焦內(nèi)的不穩(wěn)定有機物繼續(xù)進行熱分解和熱縮聚，此時熱分解的產(chǎn)物重要是氣體,前期重要是甲烷和氫,隨后,氣相相對分子質(zhì)量越來越小，７５0℃以后重要是氫。隨著氣體的不斷析出,半焦的質(zhì)量減少較多，因而體積收縮。由于煤在干餾時是分層結(jié)焦的,在同一時刻，煤料內(nèi)部各層所處的成焦階段不同,所以收縮速度也不同；又由于煤中有惰性顆粒,故而產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)此應(yīng)力大于焦餅強度時，焦餅上形成裂紋,焦餅分解成焦塊。煉焦工藝參數(shù)對結(jié)焦過程的影響：煤樣粒度。裝爐配煤粒度，一般控制在<3mm的占９０％左右。煤粉碎得過細(xì),能減少堆密度,對煉焦不利。煤中惰性成分細(xì)碎,可以減少因惰性顆粒存在而形成裂紋網(wǎng)。黏結(jié)性好的成分但是細(xì)粉碎,可使堆密度不下降,并使黏結(jié)性弱的配煤提高黏結(jié)性。堆密度。提高裝爐煤的堆密度，有助于提高焦炭的質(zhì)量,同時可以提高焦?fàn)t的生產(chǎn)能力。加熱速度。低溫階段:提高加熱速度使煤樣的膠質(zhì)體溫度范圍加寬，流動性增長,從而改善煤樣的黏結(jié)性，使焦塊致密。高溫階段：在較低的升溫溫度下，可以防止焦炭開裂。添加物：可以加入粘結(jié)劑、瘦化劑等。改善煉焦過程、提高焦炭質(zhì)量的途徑:合理配煤，選擇破碎煤可以擴大煉焦煤源，改善焦炭的物理和化學(xué)性質(zhì)。提高裝爐煤的堆密度是改善煤炭質(zhì)量的重要途徑，可以用不同方法增長弱黏結(jié)性煤用量,其中涉及搗固裝煤，部分派煤成型或團球，配煤中配有有機液體及選擇破碎等。這些方法不僅改善的了焦炭質(zhì)量，并且提高了焦?fàn)t生產(chǎn)能力。煤的破碎優(yōu)化。各種煤的變質(zhì)限度不同，其揮發(fā)分含量、黏結(jié)性和巖相組分也不同樣。各種煤的抗碎性也有區(qū)別,一邊中檔變質(zhì)限度煤易破碎，年輕和年老的煤難碎。假如很好地解決和混合結(jié)焦性不同的各種煤，使得配合煤料具有也許達成最佳的結(jié)焦性。因此最佳的煤解決條件可以提高煤料的結(jié)焦性,或擴大煉焦煤源。煤的干燥和預(yù)熱。干燥煤裝爐能提高堆密度，縮短結(jié)焦時間，提高焦?fàn)t生產(chǎn)能力15%左右。把煤預(yù)解決加熱溫度提高至15０-2００℃，稱為煤預(yù)熱。預(yù)熱煤裝爐煉焦可以提高裝煤質(zhì)量,提高焦炭質(zhì)量。添加配合物煉焦。添加的改質(zhì)黏結(jié)劑具有溶劑化作用、黏結(jié)作用及供氫作用，可以改善焦炭質(zhì)量，代替強黏結(jié)煤或增長非黏結(jié)煤的用量。添加瘦化劑，瘦化劑可以吸附一定數(shù)量的煤熱解生產(chǎn)的液相產(chǎn)物，使流動性和膨脹度減少，氣體產(chǎn)物易于析出，黏結(jié)度提高氣孔壁增厚，同時減慢結(jié)焦過程的收縮速度,減少了焦炭的裂紋,因此可提高焦炭的強度和塊度。4簡述煤炭間接液化的工藝構(gòu)成，討論F－Ｔ合成的原理。答：煤氣化產(chǎn)生合成氣(CO、Ｈ2),再以合成氣為原料合成液體燃料或化學(xué)產(chǎn)品,此過程稱為煤的間接液化。涉及煤炭氣化制取合成氣、氣體凈化與互換、催化合成烴類產(chǎn)品以及產(chǎn)品分離和改制加工等過程。其特點是合用煤種廣、總效率較低、投資大。屬于間接液化的F－T合成和甲醇轉(zhuǎn)化制汽油的Moｂil工藝，已實現(xiàn)工業(yè)化。煤間接液化比較突出的技術(shù)有以下幾種：①采用漿態(tài)床反映器的F-T合成技術(shù)；②改良Ｆ-Ｔ法;③ＳＭDＳ技術(shù)；④TIGAS技術(shù)；⑤由合成氣直接合成二甲醚的技術(shù)。Ｆ-T合成的原理:煤基F-Ｔ合成烴類油一般要通過原煤預(yù)解決、氣化、氣體凈制、部分氣體轉(zhuǎn)換（也可不用)、F－Ｔ合成和產(chǎn)物回收加工等程序。預(yù)解決。根據(jù)所選用的煤氣化爐對氣化原料煤的規(guī)定進行預(yù)加工，以提供符合氣化規(guī)定的原料。通常涉及破碎、篩分、干燥等作業(yè)。煤炭氣化。煤在高溫下與氣化劑（氧、水蒸汽、二氧化碳等)反映，生成煤氣的過程。為了生存合成原料氣(CO、H2)，通常選用蒸氣和氧氣（或空氣)做氣化劑,在一定范圍內(nèi)通過控制水蒸氣／氧氣比來調(diào)節(jié)原料氣中Ｈ2/CO的比值。氣體凈制。由氣化爐出來的粗煤氣，除有效成分ＣO、H２,還具有一定量的焦油、灰塵、Ｈ2Ｓ、H２O、ＣＯ2等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)是F-T合成催化劑的毒物，CO2雖然不是毒物，而是非有效成分,影響Ｆ-Ｔ合成效率。因此,原料氣在進入Ｆ-Ｔ合成前，必須將粗煤氣洗滌冷卻，除去焦油、灰塵；再進一步凈制,脫除H2Ｓ、CO2、有機硫等。氣體轉(zhuǎn)換。由氣化爐產(chǎn)出粗煤氣經(jīng)凈制后,凈煤氣的有效成分VH2／VCＯ之比往往不能滿足Ｆ-T合成工藝的規(guī)定，所以在合成工藝之前，需將部分凈化氣或尾氣進行氣體轉(zhuǎn)換,調(diào)節(jié)合成原料氣的VH2/VCＯ比值,以達成合成工藝規(guī)定,轉(zhuǎn)換方法有ＣO變換法和甲烷重整法。CO變換法是將部分凈煤氣中的CO與水蒸氣作用生成Ｈ２和ＣO2,提高H２含量。甲烷重整法是將氣體中的CＨ4與水蒸氣反映,轉(zhuǎn)化為CO和Ｈ2，該反映是吸熱反映。F－T合成與產(chǎn)物回收。通過氣體凈制和轉(zhuǎn)換,得到符合Ｆ-T合成規(guī)定的原料氣，再送F-T合成,合成后的產(chǎn)物冷凝回收并加工成各種產(chǎn)品。F-T合成的反映：生成烷烴：生成烯烴:尚有一些副反映：生成甲烷：生成甲醇:生成乙醇：結(jié)炭反映：此外尚有生成更高碳數(shù)的醇、醛、酮、酸、酯等含氧化合物的副反映。５簡述下列煤化工技術(shù)進展：煤制天然氣答：煤制天然氣的工藝流程如圖。一方面通過氣化生成合成氣,其合成氣中重要有Ｈ2、ＣＯ、CO２、Ｈ2O、ＣH４、碳?xì)浠衔?、硫和氯等氣體。煤氣通過凈化將合成氣中的硫和氯脫除，防止其導(dǎo)致甲烷化催化劑中毒。凈化后的煤氣通過水煤氣變換反映（WGS)或者是補充一部分氫氣來調(diào)節(jié)H2/CO比，使合成氣更好的應(yīng)用甲烷化反映。甲烷化屬于煤制天然氣的核心技術(shù)。圖1煤質(zhì)天然氣工藝流程圖煤制天然氣是以煤為原料生產(chǎn)天然氣的工藝技術(shù)，從加工過程可分為2種，即“一步法”和“二步法”?！耙徊椒ā泵褐铺烊粴饧夹g(shù)“一步法”煤制天然氣技術(shù)就是以煤為原料直接合成甲烷，從而得到煤制天然氣的方法。目前，“一步法”煤制天然氣技術(shù)中僅有美國巨點能源公司開發(fā)的催化蒸汽甲烷化技術(shù),又稱藍(lán)氣技術(shù),正在做商業(yè)化推廣。2023年初,該技術(shù)被美國ＡlｗaysOn雜志評選為最具創(chuàng)新綠色技術(shù)的清潔能源公司第１名。藍(lán)氣技術(shù)工藝流程如圖２所示。圖２藍(lán)氣技術(shù)工藝流程該技術(shù)是將煤粉和催化劑充足混合后送入反映器,與水蒸氣在一個反映器中同時發(fā)氣憤化和甲烷化反映，氣化反映所需的熱量剛好由甲烷化反映所放出的熱量提供。反映生成的CH4和ＣＯ2混合氣從頂部離開反映器進入一個旋風(fēng)分離器，分離出混合氣中夾帶的固體顆粒,然后進入一個氣體凈化器，脫除其中的硫，最后分離出CO2得到煤制合整天然氣(ＳNＧ)。煤灰由反映器下部流出，在一個專門設(shè)備中和催化劑進行分離，分離的催化劑返回煤倉繼續(xù)循環(huán)使用。藍(lán)氣技術(shù)特點是在一個反映器中催化3種反映(氣化反映、水煤氣變換反映和甲烷化反映）,從而實現(xiàn)在一個反映器內(nèi)生產(chǎn)煤制SNG。藍(lán)氣技術(shù)具有煤種適應(yīng)性廣、工藝簡樸、設(shè)備造價低、節(jié)水、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點。此外,該工藝還省去空分裝置的投資。藍(lán)氣技術(shù)的難點是催化劑的分離。“二步法”煤制天然氣技術(shù)“二步法”是先將煤轉(zhuǎn)化成合成氣(Ｈ2和CＯ)，然后再進行甲烷化得到SNG的方法。從煤轉(zhuǎn)化為SNＧ需要經(jīng)歷幾個環(huán)節(jié)，如圖３所示（碎煤加壓氣化為例）。1)氣化：在一定壓力(３～4MPa)和溫度（１00０~1300℃)下，煤與O2和過熱水蒸氣的混合物發(fā)氣憤化反映生成富含H２和CO的煤氣。2)變換冷卻：煤氣通過部分變換反映將H２和ＣＯ體積比調(diào)整為３:１。所用催化劑為耐硫的鈷鉬催化劑,操作溫度為200～500℃。然后再將高溫變換氣冷卻至約40℃。3)凈化(低溫甲醇洗):在-17~-４0℃下,運用甲醇對H2S和CO2優(yōu)良的吸取性能,脫除變換氣中的Ｈ2S和ＣＯ2得到凈化氣。Ｈ2S可以通過克勞斯反映轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫。4)甲烷合成:在一定溫度（２50~６７5℃）、壓力（２.３~3.２MPa）和鎳基催化劑存下，碳氧化物（CO＋CO2)與H2在甲烷化反映器中生成甲烷合成反映，得到SNG。５)干燥壓縮：出甲烷化裝置的ＳNG通過干燥（三甘醇脫水撬)，脫水至適當(dāng)露點溫度(取決于冬季最低溫度），再壓縮達成管線所規(guī)定的壓力。此外，通過煤氣水分離，分離出煤氣水中焦油和中油，運用酚氨回收裝置回收絕大部分的粗酚和氨，得到了高附加值的產(chǎn)品，減少廢水解決難度。圖3煤制天然氣工藝流程“二步法”煤制天然氣的關(guān)鍵技術(shù)是甲烷化，該環(huán)節(jié)將合成氣通入甲烷化反映器，在催化劑的作用下反映生產(chǎn)甲烷氣體。在此介紹三種國外先進的甲烷化合成工藝。戴維甲烷化技術(shù)（CRG）。CＲG技術(shù)最初是由英國燃?xì)夤荆˙G）開發(fā)的,是將烴類餾分或液化石油氣（LPＧ）代替煤作為原料生產(chǎn)城市煤氣(16.75MJ／m3）。原料和蒸汽通過絕熱的CRG催化劑床層,轉(zhuǎn)化為富含甲烷的氣體，第一個商業(yè)裝置于１96４年開車。20世紀(jì)8０年代初開發(fā)出高一氧化碳甲烷化技術(shù)（HＩＣOM)用于生產(chǎn)ＳＮG（３3.4９ＭJ/m３）,在世界上建有４8套生產(chǎn)SNG的裝置。從２0世紀(jì)８0年代中期起,CRG催化劑就開始用于與ＢG公司相類似工藝的美國大平原公司的煤制天然氣裝置上，它是目前世界上唯一一個煤制ＳNG商業(yè)化裝置,證明了CRＧ催化劑在商業(yè)化規(guī)模的煤制SNG裝置上的合用性。20世紀(jì)90年代末,戴維獲得了將CＲG技術(shù)對外許可的專有權(quán)，聯(lián)合世界知名催化劑制造商ＪohnsoｎMattheｙ，在世界范圍內(nèi)推廣CRG技術(shù)。目前，ＣＲＧ技術(shù)可分為２種工藝,即甲烷化前需調(diào)整H/C的甲烷化工藝和不需要調(diào)整H/C的甲烷化工藝。戴維甲烷化工藝流程圖如圖4所示。ＣＲG為鎳基催化劑,需用脫硫槽脫除原料氣中的硫，避免硫毒害鎳催化劑。戴維工藝一般有4個絕熱反映器，原料氣分２股分別進入第一、第二反映器。在第一反映器和第二反映器間設(shè)有循環(huán)管線（即二段循環(huán)），以防止第一反映器出口超溫。反映器出口處設(shè)有廢熱鍋爐或換熱器回收反映熱，提高熱效率。圖４戴維甲烷化工藝流程戴維甲烷化工藝特點是工藝技術(shù)成熟，單線生產(chǎn)能力大，可高達2×1０5m３/h;CRG催化劑通過了工業(yè)化驗證,在美國大平原等公司應(yīng)用良好；ＣRG催化劑鎳含量高,壽命長,在２５0~700℃內(nèi)都具有很高且穩(wěn)定的活性，可減少循環(huán)比且壓縮機能耗低；副產(chǎn)大量高壓過熱蒸汽可用于驅(qū)動大型壓縮機，每1000ｍ3天然氣副產(chǎn)約3.1t高壓過熱蒸汽,能量運用率高;冷卻水消耗量低,替代用天然氣品質(zhì)高，甲烷體積分?jǐn)?shù)可達9４％～98%，高位發(fā)熱量大于３5.59MJ/m3，產(chǎn)品中其他組分很少，完全可以滿足國家天然氣標(biāo)準(zhǔn)以及管道輸送的規(guī)定;甲烷合成壓力高達3．0～6.0MPa,可減少設(shè)備尺寸。托普索甲烷化技術(shù)（TREMPTM)。從20世紀(jì)7０年代后期丹麥托普索公司就開始了開發(fā)甲烷化技術(shù)的工作，并成功開發(fā)出甲烷化循環(huán)工藝技術(shù)（TREMＰＴM)。該工藝流程如圖５,該工藝經(jīng)不同規(guī)模中試裝置實驗，運營良好。托普索公司開發(fā)的ＭCR－2X催化劑經(jīng)托普索中試裝置和德國中試裝置實驗測試,最長的運營時間達成了100０0h，累計運營記錄超過了４50０0h,證明MCＲ－2X是一種適應(yīng)TRＥMPTM工藝、具有較長壽命的優(yōu)良催