CN101591579B

CN101591579B - 矿井瓦斯气脱氧提浓工艺

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Publication number: CN101591579B
Application number: CN200910083925.6A
Authority: CN
Inventors: 赵昱
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2029-05-13
Also published as: CN101591579A

Abstract

本发明公开一种矿井瓦斯气脱氧提浓工艺，包括：脱氧步骤：将原料气送入脱氧反应器，在脱氧反应器中利用密相催化和稀相催化两级催化工艺使原料气中的体积百分比10％左右的氧气降低到体积百分比1％之下；系统波动控制：通过软硬件监控处理煤层气的扰动和气体组分变化；脱氮步骤：利用变压吸附脱氮装置脱除大部分氮气，使煤层气中的甲烷含量提纯到90％以上；脱碳步骤：对经过脱氮步骤处理过的气体采用胺法吸收CO₂，同时脱除H₂S；压缩步骤：将经过脱碳的气体通过压缩工段压缩、脱水和液化，转化为压缩天然气或液化天然气。

Description

矿井瓦斯气脱氧提浓工艺

技术领域

本发明涉及矿井瓦斯气脱氧提浓生产领域，具体地说涉及一种将甲烷含量较低的瓦斯气转化为天然气的矿井瓦斯气脱氧提浓工艺。

背景技术

煤矿开采过程中煤岩裂缝中涌出气体俗称“瓦斯”，其主要成分是CH₄(甲烷)。为了煤矿的安全生产，国家《煤矿安全规程》要求煤矿必须安装完善的通风系统，通过通风系统将新鲜空气通入掘进巷和采煤工作面并将含瓦斯气流抽采到地面上来集中排放，这种瓦斯和空气混合后的气体就是我们所说的抽采煤层气(俗称矿井瓦斯气)。矿井瓦斯一般来说是空气和甲烷的混合气体，其中CH₄(甲烷)浓度较低，热值较低、原料及成分波动性大，此外矿井瓦斯中的O₂如果不加以脱除，在压缩和输送过程中可能会造成爆炸事故。

据有关资料显示，我国煤炭资源总量5.57万亿吨，居世界第一位；可采储量为2040亿吨，居世界第二。但在我国国有重点煤矿中，高瓦斯矿井152处、煤与瓦斯突出矿井154处，两者约占矿井总数的49.8％，煤炭总产量的42％。煤矿的高瓦斯含量导致我国煤矿安全生产困难重重。有关部门统计，世界主要产煤国百万吨死亡率，我国最高，每生产100万吨原煤，就要付出3.1个人的死亡代价(2006年数据，来源于新华社《我国煤层气产业化开发利用前景分析》)。

由于甲烷的温室气体效应是天然气的21-22倍，矿井瓦斯气的排放不仅浪费了能源，而且对于当地乃至世界环境造成了严重的危害。据测算，所有人类活动造成的温室效应中，20％是由甲烷引起的，而我国煤矿排放的甲烷占全球的35％以上，相当于荷兰全国所有温室气体的总排放量。

随着国民经济的快速发展，我国对能源的需求越来越大。而资源赋存条件决定国内油气产量无法大幅增长，油气供应缺口急剧增大。据发展改革委能源所预测，2010年我国油气缺口将分别达到1.3亿吨和300亿立方米；2020年这两个数字将分别上升到2.2亿吨和1000亿立方米。

在这样的能源背景下，需对矿井瓦斯进行充分利用。矿井瓦斯的利用可以分为工业利用和民用。由于各个矿区矿井瓦斯的浓度不同，可以在30％～70％之间，所以，矿井瓦斯的利用途径有所不同。矿井瓦斯用于民用工程是最具有经济效益的。我国利用矿井瓦斯作为城市煤气气源较发好的矿区有抚顺、阳泉、淮南、松藻、铁法、中梁山、鹤壁等。矿井瓦斯用于民用工程具有以下优点：(1)可以减轻居民家庭燃煤的劳动强度和劳动量，提高居民生活质量；(2)解决居民家庭分散燃煤造成的废渣、烟尘污染，并可大大减少二氧化碳和二氧化硫的排放量，对当地和区域环境将会有很大改善；(3)由于就地消耗了抽放出来的矿井瓦斯，可以减少温室气体排放量。

我国矿井瓦斯作为城市煤气已经有30～40年的实践。矿井瓦斯的利用还存在着以下问题：

(1)矿井瓦斯的供应量波动太大，影响城市煤气供应系统的稳定。

由于矿井瓦斯的抽放量取决于煤矿的煤炭生产，开采煤层的变化、生产工作面的衔接、煤炭市场的景气系数等都对矿井瓦斯的抽放量，即利用矿井瓦斯的城市煤气的煤气供应量产生较大影响。

(2)矿井瓦斯浓度的波动。

正常情况下，矿井瓦斯总是有一定范围的波动，为了气体燃烧设备的稳定燃烧，维持气体浓度的恒定是很基本的要求。气体热值的大幅度波动将导致利用某种燃具的不完全燃烧或火险。

本发明将矿井瓦斯脱氧提浓制取天然气，解决了瓦斯浓度波动和供应量的波动的影响，安全高效的提供清洁能源。

净化脱氧从机理上可以分为催化脱氧和非催化脱氧，催化剂脱氧可以分为加氢催化脱氧和加CO催化脱氧等几种(如表1所示)；非催化脱氧分为变压吸附、膜分离和深冷分离几种(如表2所示)。

(1)非催化脱氧

A、变压吸附是在常温下利用O₂和其他背景气体(甲烷、氮气)在吸附剂上的吸附速率的差异或吸附容量不同，采用在高压下吸附，低压下解吸原理来分离氧气的。目前变压吸附分离氧气采用碳分子筛(CMS)和沸石分子筛(MS)两种技术。这两种分子筛分别利用氧气和背景气体(甲烷、氮气)扩散速度的不同或者是分子极性的不同来吸附氧气(同时吸附少量甲烷)或者是甲烷、氮气(同时吸附少量氧气)。

在这一过程中，氧气将在吸附相(CMS)或者是非吸附相中(MS)不断聚集，浓度不断提升，同时甲烷的浓度在相应的相内将会出现与氧气浓度变化相反的趋势，所以即使原料气体-低浓度瓦斯在输入变压吸附系统之前是远离爆炸极限的，在变压吸附操作过程中，随着氧气浓度的不断上升和甲烷浓度的不断下降，气体也必然在吸附相或者是非吸附相的某一区域内进入爆炸范围，同时变压吸附所采用的加压吸附-常压(真空)解吸操作手段也增加了甲烷爆炸的危险性。

所以，变压吸附分离氧气只能使用于非可燃混合气体，对于分离低浓度瓦斯中的氧气是不适用的。

B、膜分离是指利用混合气体中各组分对薄膜的渗透能力不同，对原料气中的氧气进行分离。为了提升分离的速度和操作负荷，一般采用原料气加压流过薄膜管束，膜内外氧气(背景气体)的分压差产生氧气(背景气体)向膜外析出。在一种气体被膜选择性析出后，根据混合气中的其他气体也将同时少量析出。

与变压吸附相同，在低浓度瓦斯分离过程中，在膜管束内或外将会不可避免的出现氧气浓度不断提升和甲烷浓度不断降低的过程，在分离过程中在某一区域内甲烷必将进入爆炸范围，而膜分离所采用的加压操作也将扩大甲烷的爆炸范围。

所以，膜分离氧气只能适用于非可燃混合气体，对于分离低浓度瓦斯中的氧气是不适用的。

C、低温分离法的原理是先将气体混合物冷凝为液体，然后再按各组分蒸发温度的不同将它们分离。虽然整个分离过程在低压和低温下进行，但是在低温精馏的过程中在精馏塔的某一区域也将会进入甲烷的燃烧爆炸范围内，根据甲烷的物性参数分析，低温过程并不能阻止甲烷的爆燃现象。

所以，低温分离法使用于分离低浓度瓦斯中的氧气是具有相当危险性的。

综上所述，由于在操作过程中无法避免甲烷进入爆炸范围内的情况，从而导致爆炸的危险性，非催化法脱氧技术在现阶段并不适用于分离低浓度瓦斯中的氧气。

(2)催化脱氧

催化脱氧是在催化剂的作用下使气体中的O₂与H₂、CO等组分反应脱除。主要有催化加氢脱氧，CO催化脱氧和活性炭催化脱氧。与非催化脱氧相比较，催化脱氧反应过程中低浓度瓦斯原料气体在输入系统后，氧气通过反应转化为H₂O水或者是CO₂，浓度不断降低，离甲烷的爆炸范围将会越来越远。如果原料气本身远离爆炸范围，则整个操作过程没有爆炸危险。

在工业中，催化脱氧主要应用于：

a、高纯气及保护气制备

高纯氮要求气体中的氧含量＜5X10^-6。保护气制备方面，特别是在超大规模集成电路、激光材料、光导纤维、航空航天材料等领域，要求生产过程在超净的环境体系内进行，例如半导体制造工艺要求把气体中的氧降低到10^-6，甚至于10^-9～10^-12数量级，这就要求采用合适的脱氧剂将氧脱除以达到要求。

b、合成气脱氧

合成气中的氧与羰基化产物反应生成抑制羰基合成反应的酸，并氧化助催化剂使其生成无催化作用的络合物，降低反应效果。为了保护昂贵的合成反应催化剂，要求合成塔中氧体积分数控制在10^-6以下。

c、烯烃脱氧精制

石油化工聚乙烯、聚丙烯生产等要求气体中氧含量低于10^-7，因为微量O₂会与催化剂反应而使催化剂活性等下降，同时与反应体系中物质反应生成树脂类物质，堵塞催化剂的孔隙和管道。烯烃精制脱氧剂要求不能发生烯烃加氢、氧化等副反应。

A、加氢(CO)催化脱氧

有H₂条件下，使气体中O₂与H₂在催化剂作用下反应生成水而除去，催化剂大多采用贵金属Pt、Pd等作为活性组分，这种脱氧方式在无氢体系中使用时需要外加过量的氢，对有些要求不含氢的气体这种脱氧方式有其局限性，过量的氢需要进一步脱除，导致工艺复杂成本增加。

加氢催化剂通常以Pt、Pd为活性金属组分，以Al₂O₃、TiO₂、SiO₂等为载体，中科院大连化物所开发了较多贵金属脱氧剂。这种催化剂由于载体耐温一般不超过500度，而脱氧过程本身为放热反应，气体温度上升较快，通常该类催化剂一次性可以脱除原料气中不超过2％(体积百分比)的氧气。对于低浓度瓦斯而言，氧气含量一般超过10％，所以使用该类催化剂需要多级联合操作，催化剂用量及氢气成本高企，不适用于低成本的低浓度瓦斯脱氧。

CO催化脱氧方式，在不含氢但富含CO的体系里比较适用，但是通常认为CO催化脱氧低温活性比较差。另外，还有通过添加甲醇等使其与氧催化反应生成CO₂和水的脱氧方式，但应用相对比较有限。

CO催化脱氧反应原理与加氢催化脱氧基本相同，优点和劣势也基本相同，主要是使用该类催化剂需要多级联合操作，催化剂用量及CO制取成本高企，不适用于低成本的低浓度瓦斯脱氧。

B、活性炭催化脱氧

碳燃烧脱氧是利用活性炭与氧的反应脱氧，通常对于惰性气体脱氧比较有效。由于炭-氧反应温度较高，所以为了加快反应速度，降低反应能耗，一般活性炭上需要负载活性金属组分，使活性炭与氧的反应温度降低。

活性炭催化脱氧主要适用铜系催化剂，在活性炭的参与下催化氧气与炭的反应，虽然催化剂成本相对较低，但该类催化剂一般需高温活化处理，并且使用中需不断再生，单位质量催化剂的脱氧能力低，使用空速较低，脱氧精度差。

国内已开发出大量的铜系脱氧剂。南化公司催化剂厂于上世纪80年代开发了0603型铜系脱氧剂。后又于90年代初期开发出0605型脱氧剂。山西煤化所开发了惰性气体无氢脱氧催化剂3093、3093A和5087，上述催化剂均为活性炭担载铜体系，两者的脱氧机理均为原料气中的氧与活性炭反应生成CO₂而脱除，使用温度250～350℃。

与加氢和CO催化剂相比，此类催化剂制备成本较低，但是由于催化剂耐温性较差(250-300℃)，单次催化脱氧不超过1.5％(体积百分比)，对于高氧含量的低浓度瓦斯(O₂＞10％)仍然需要多个催化反应器联动，同时催化剂需要高温活化，脱氧操作成本仍然很高，不适用于低成本的低浓度瓦斯脱氧。

表1催化脱氧技术比较

表2非催化脱氧技术比较

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种矿井瓦斯气高效安全脱氧提浓工艺，该工艺安全稳定高效的脱臭除了矿井瓦斯气中的氧气，提升其中甲烷含量，消除矿井瓦斯气带来的安全隐患的同时获得清洁能源。

为实现上述目的，本发明具体为：

利用矿井瓦斯气(原料气)生产压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)的技术主要包括脱氧、系统波动控制、脱氮脱碳提纯和压缩深冷四部分。

(1)脱氧：原理为将矿井瓦斯气通过催化剂床层脱除其中的氧气。

(2)系统波动控制：通过软硬件监控处理矿井气的扰动和气体组分变化，确保安全生产和产品质量。

(3)脱碳、脱氮：利用变压吸附脱碳、脱氮装置脱除大部分氮气和二氧化碳，使矿井气中的甲烷含量提纯到90％以上，此项为成熟技术。

(4)压缩深冷：提纯后的矿井瓦斯气经过压缩制成CNG，或经过冷却、深冷、液化制成LNG，然后用槽车外销。

根据本发明，提供了一种矿井瓦斯气脱氧提浓工艺，包括：脱氧步骤：将原料气送入脱氧反应器，在脱氧反应器中利用密相催化和稀相催化两级催化工艺使原料气中的体积百分比10％左右的氧气降低到体积百分比1％之下；系统波动控制：通过软硬件监控处理矿井瓦斯气的扰动和气体组分变化；脱氮步骤：利用变压吸附脱氮装置脱除大部分氮气，使矿井瓦斯气中的甲烷含量提纯到90％以上；脱碳步骤：对经过脱氮步骤处理过的气体采用胺法吸收CO₂，同时脱除H₂S；压缩步骤：将经过脱碳的气体通过压缩工段压缩、脱水、液化，转化为压缩天然气或液化天然气。

所述脱氧步骤包括：(1)将所述原料气送入脱氧反应器，与炽热的催化剂A和催化剂B分别进行反应以除去其中大部分氧气，其中催化剂A为密相操作与原料气接触，催化剂B为稀相操作与原料气接触；(2)将除氧后的气体送入双竖管使除氧后的气体与冷却水逆向对流换热，以将除氧后的高温气体冷却；(3)将冷却后的气体经送入洗涤塔，以使气体经过脱氧反应器时携带的固体颗粒被清除，同时使气体进一步冷却；(4)将从洗涤塔出来的气体送入最后脱氧后的气体进入捕滴器，该气体在捕滴器中从下往上运动，使气体携带的水滴与气体分离。

其中，从所述脱氧反应温度在300～900℃，所述气体经过双竖管后的温度降为120℃，所述气体在洗涤塔的出口温度为45℃左右。

其中，所述原料气在脱氧反应器中与炽热的催化剂A和催化剂B分别进行反应以除去其中大部分氧气包括如下反应：

催化脱氧主反应：在催化剂A的作用下：

(1)CH₄+2O₂＝CO₂+2H₂O+802.5KJ/g-mol；

催化脱氧副反应：无催化剂

(2)CH₄+0.5O₂(空气中O₂)＝CO+2H₂+35.6KJ/g-mol，在有水情况下；

(3)CH₄+2H₂O＝CO₂+4H₂+41.0KJ/g-mol；

(4)4H₂+2O₂＝4H₂O+981.2kj/mol；反应(1)生成的2molH₂O用于反应(3)并消耗1molCH₄，生成的H₂再用于反应(4)又可脱掉2molO₂；

(5)CH₄+H₂O＝CO+3H₂-219.3KJ/g-mol，此反应为甲烷化反应的逆反应，在有催化剂B的存在下才易发生；

(6)CO+1/2O₂＝CO₂+283.7kj/mol；

(7)H₂+1/2O₂＝H₂O+245.3kj/mol。

其中，所述系统波动控制包括：(1)矿井瓦斯气处理过程中的扰动控制：通过对温度、压力测点的数据采集、分析来控制处理气体的流动方向以及流量；(2)成品气组分波动控制：色谱将在线分析结果自动记录，系统从分析结果数据库中时时提取数据分析，判定是否需要成品气回调，从而控制阀门开闭。

其中，所述系统波动控制进一步包括：(3)在全系统流程中对甲烷进入爆炸极限范围之浓度进行实时监控。

附图说明

图1是本发明的矿井瓦斯气高效安全脱氧提浓工艺的原理示意图。

图2是本发明的矿井瓦斯气高效安全脱氧提浓工艺中的两种催化剂联合使用原理图。

图3是本发明的矿井瓦斯气脱氧工艺流程图。

具体实施方式

本发明将通过以下具体实施方式的描述得以阐述。为方便阐述，下述对本发明的描述是对工程本发明的每一工艺进行单独描述。每一项公开的工艺并不是严格按照在此描述的顺序进行，各工艺之间的顺序可以依据需要进行更改。

一、催化脱氧

脱氧的目的：将矿井气中10％(体积百分比)左右的氧气降低到1％(体积百分比)之下，可以提高原料气的品质，提高下游工段的运行安全性。

本项目通过密相催化和稀相催化两极催化工艺，成功地使用两种催化剂进行脱氧操作。

催化剂A为密相操作与原料气接触，该类催化剂可以脱除原料其中大部分氧气，具有耐温性好，反应速度快的特点，但是反应深度不足以脱除原料气中全部氧气，催化剂B为稀相操作与原料气接触，该类催化剂具有脱氧反应彻底，耐温性好的特点，可以将残余的氧气进一步脱除。通过两相催化，可以将原料气中小于20％(体积百分比)氧气脱除。反应操作温度范围300-900摄氏度之间，压力不超过100公斤。

本专利所用脱氧催化剂属复合型过渡金属、碱金属、碱土金属氧化物催化剂，催化剂使用后没有生成危险废物的可能性，所采用的两段式催化剂脱氧技术，与加氢催化和加碳催化工艺技术相比，具有单位质量催化剂的脱氧能力高，使用空速高，催化剂用量小，催化剂价格低廉，成本为其他催化剂脱氧方式的1/5-1/10。

首先原料气(CH₄含量46％左右，氧气10％左右，其余是氮气)压力大约8-10Kpa，进入脱氧反应器，与炽热的催化剂进行反应，除去其中大部分氧气。反应温度在300～900℃之间。随后脱氧后的原料气进入双竖管，与冷却水进行逆向对流换热，主要目的是将高温气体冷却，脱氧后的气体经过双竖管后，在出口处温度降到120℃。然后脱氧后的气体进入洗涤塔，主要目的是清除气体经过脱氧反应器时，携带的固体颗粒。并且进一步对脱氧后的原料气冷却，洗涤塔的出口温度为45℃。最后脱氧后的气体进入捕滴器，气流从下往上运动，此时携带的水滴与气体分离，脱氧后的原料气进入下一步提纯工段。见附图6脱氧工段流程图。

反应机理

该法主要反应原理，如下：

催化脱氧主要反应：

在催化剂A的作用下

1)C→C^*

2)O₂→2O^*

3)C^*+O^*→CO^*

4)CO^*+O^*→CO₂

在催化剂B作用下：

1)CH₄→C^*+4H^*

2)O₂→2O^*

3)C^*+2O^*→CO₂

4)2H^*+O^*→H₂O

上述反应可使矿井气中氧气含量从11％左右下降到1％以下，同时亦消耗了一定数量的碳和甲烷，使矿井气中甲烷浓度有所下降，约1-2％。

注：C^*--活性炭

O^*--活性氧

H^*--活性氢

上述反应可使矿井气中的氧含量从11％左右下降到1％以下，同时亦消耗了一定数量的甲烷。

二、系统波动控制

在低浓度瓦斯的抽放过程中，由于煤矿井下生产的特殊性，从抽放系统排出的低浓度瓦斯具有在组分和流量上的很大不确定性。本发明能通过特有的系统波动控制技术，通过软、硬件监控煤层气处理过程中的扰动以及成品气组分的波动来进行反馈调节，保证系统的安全运行以及产品气品质合格。

①煤层气处理过程中的扰动控制：通过对温度、压力测点的数据采集、分析来控制处理气体的流动方向以及流量。该扰动控制形成连锁控制。

通过对整个工况温度、压力实时数据采集，当原料气的甲烷浓度低于装置的设计浓度时，可以通过控制系统中设置的逻辑程序将产品气循环导入至原料气以提升有效气体浓度，从而达到了一个闭环系统的PID调节，以完成整套装置的稳定运行。

②成品气组分波动控制：色谱将在线分析结果自动记录，系统从分析结果数据库中时时提取数据分析，判定是否需要成品气回调，从而控制阀门开闭。该成品气组分波动控制形成反馈控制。

此外在全系统流程中对CH₄进入爆炸极限范围之浓度进行实时监控。保证厂区生产安全。

三、脱碳、脱氮流程

分子筛变压吸附PSA使甲烷和氮气分离。脱氧后的甲烷气经过三段变压吸附工艺流程，脱除其中碳和氮。被处理气体进变压吸附装置前的条件：P＝0.6MPaG T＝40～60℃。

四、LNG工段与CNG工序流程描述

1)LNG流程描述

来自提纯工段的天然气，在～40℃，0.64MPaG条件下进入LNG工段。先经过原料气过滤分离器尽可能除去携带的游离液体和机械杂质，再经计量、调压至0.6MPaG，再压缩至4.9MPa以后进入液化冷箱的预冷器中进行冷却，之后进入冷箱液化器继续冷却、液化，经过冷器过冷到一定的温度(根据LNG贮存方案而定)、节流降压到贮存压力，作为产品直接送入LNG储罐。

2)CNG工序流程描述

来自提纯工段的天然气，经过滤器除杂质后，再经调压器调整压力到压缩机进口所需压力范围；经涡流流量计计量后，进入气体缓冲罐。然后进入充瓶压缩机，经压缩机压缩后，达到工艺所规定的充瓶压力范围，再经双枪加气机计量后销售。

Claims

1.一种矿井瓦斯气脱氧提浓工艺，包括：

脱氧步骤：将原料气送入脱氧反应器，在脱氧反应器中利用密相催化和稀相催化两级催化工艺使原料气中的体积百分比10%左右的氧气降低到体积百分比1%之下；

系统波动控制：通过软硬件监控处理矿井瓦斯气的扰动和气体组分变化；

脱氮步骤：利用变压吸附脱氮装置脱除大部分氮气，使煤层气中的甲烷含量提纯到90%以上；

脱碳步骤：对经过脱氮步骤处理过的气体采用胺法吸收CO₂，同时脱除H₂S；

压缩步骤：将经过脱碳的气体通过压缩工段压缩、脱水、液化，转化为压缩天然气或液化天然气；

所述脱氧步骤包括：

(1) 将所述原料气送入脱氧反应器，与炽热的催化剂A和催化剂B分别进行反应以除去其中大部分氧气，其中催化剂A为密相操作与原料气接触，催化剂B为稀相操作与原料气接触；

(2) 将除氧后的气体送入双竖管使除氧后的气体与冷却水逆向对流换热，以将除氧后的高温气体冷却；

(3) 将冷却后的气体送入洗涤塔，以使气体经过脱氧反应器时携带的固体颗粒被清除，同时使气体进一步冷却；

(4) 将从洗涤塔出来的气体送入捕滴器，该气体在捕滴器中从下往上运动，使气体携带的水滴与气体分离；

从所述脱氧反应温度在300～900℃之间，所述气体经过双竖管后的温度降为120℃，所述气体在洗涤塔的出口温度为45℃。

2.根据权利要求1的所述矿井瓦斯气脱氧提浓工艺，其中，所述系统波动控制包括：

(1) 矿井瓦斯气处理过程中的扰动控制：通过对温度、压力测点的数据采集、分析来控制处理气体的流动方向以及流量;

(2) 成品气组分波动控制：色谱将在线分析结果自动记录，系统从分析结果数据库中提取数据分析，判定是否需要成品气回调，从而控制阀门开闭。

3.根据权利要求2的所述矿井瓦斯气脱氧提浓工艺，其中，所述系统波动控制进一步包括：

(3) 在全系统流程中对甲烷进入爆炸极限范围之浓度进行实时监控。

4.根据权利要求1-3任一的所述矿井瓦斯气脱氧提浓工艺，其中，所述原料气在脱氧反应器中与炽热的催化剂A和催化剂B分别进行反应以除去其中大部分氧气包括如下反应：

催化剂A的作用下，催化脱氧主反应：

(1) CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O+802.5KJ/g-mol;

催化脱氧副反应：无催化剂

(2) CH₄+0.5O₂=CO+2H ₂+35.6KJ/g-mol，在有水情况下；所述O₂为空气中的O₂；

(3) CH₄+2H₂O=CO₂+4H₂+41.0KJ/g-mol；

(4) 4H₂+2O₂=4H₂O+981.2kj/mol；反应(1)生成的2molH₂O用于反应（3）并消耗1molCH₄,生成的H₂再用于反应（4）又可脱掉2molO₂；

(5) CH₄+H₂O=CO+3H₂-219.3KJ/g-mol，此反应为甲烷化反应的逆反应，在有催化剂B的存在下才易发生；

(6) CO+1/2O₂=CO₂+283.7 kj/mol；

(7) H₂+ 1/2O₂=H₂O+245.3 kj/mol。