氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有甲烷化系統(tǒng)中循環(huán)氣量大時(shí)存在的工藝復(fù)雜、調(diào)節(jié)困難、設(shè)備制造難度大、運(yùn)行成本高的問(wèn)題。技術(shù)方案包括高溫反應(yīng)段和低溫反應(yīng)段，所述高溫反應(yīng)段為并聯(lián)的兩個(gè)，所述兩個(gè)高溫反應(yīng)段的出口均與低溫反應(yīng)段連接，以及分別經(jīng)各自對(duì)應(yīng)的鍋爐給水預(yù)熱器與壓縮機(jī)連接，所述壓縮機(jī)的出口分別與兩個(gè)高溫反應(yīng)段連接。本實(shí)用新型系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可溫度控調(diào)及系統(tǒng)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、可靠性好，滿足大氣量循環(huán)要求。
【專利說(shuō)明】氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種甲烷化系統(tǒng)，具體的說(shuō)是一種氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 天然氣是一種清潔、高效的能源產(chǎn)品。我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)拉動(dòng)了天然氣需求，另外 隨著國(guó)內(nèi)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和加強(qiáng)環(huán)保等政策的實(shí)施，國(guó)內(nèi)對(duì)天然氣的需求將與日俱增。
[0003] 煤制天然氣技術(shù)是通過(guò)煤氣化生產(chǎn)的粗煤氣分別經(jīng)C0變換調(diào)節(jié)至合適的H/C0， 再經(jīng)凈化脫除酸性氣體及其余雜質(zhì)后，合格的凈化氣經(jīng)甲烷化反應(yīng)生成滿足國(guó)家天然氣標(biāo) 準(zhǔn)要求的合成天然氣。其中煤氣化技術(shù)的選擇對(duì)全廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保等都有重要影 響。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)在建的煤制天然氣項(xiàng)目均采用固定床氣化，其三廢排放問(wèn)題嚴(yán)重。鑒于 國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)保要求的日益提高，采用更潔凈的煤氣化技術(shù)(如粉煤氣化）生產(chǎn)SNG將會(huì)是以后 的一個(gè)趨勢(shì)，由于氣化方式的變化，在同等規(guī)模下，針對(duì)氣流床氣化的甲烷化工藝（以下簡(jiǎn) 稱方案A)比針對(duì)固定床氣化的甲烷化工藝（以下簡(jiǎn)稱方案B)難度極大增加，主要體現(xiàn)在以 下幾點(diǎn)：
[0005] 1.甲烷化是體積縮小的反應(yīng)，方案A原料氣中幾乎不含CH4，而方案B原料氣中CH 4 含量達(dá)20%mol，同等產(chǎn)能的情況下，方案A原料氣量遠(yuǎn)大于方案B，約為方案B的1. 6倍，對(duì) 于產(chǎn)量達(dá)到10億Nm3/aSNG以上的大型工程而言，難以設(shè)計(jì)出滿足氣量處理要求的設(shè)備。
[0006] 2.甲烷化是一個(gè)強(qiáng)放熱過(guò)程，方案B原料氣中高濃度的CH4能有效平衡反應(yīng)，易于 控制和調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度，方案A原料氣的特點(diǎn)高C0濃度，低CH 4濃度，調(diào)節(jié)難度增加；
[0007] 3.甲烷化是一個(gè)強(qiáng)放熱過(guò)程，若反應(yīng)溫度不能得到有效控制，則會(huì)存在反應(yīng)超溫 損壞催化劑和設(shè)備的問(wèn)題。為滿足反應(yīng)要求，需要采用合成氣循環(huán)的方式控制溫度，為達(dá)到 同樣的反應(yīng)效果，方案A的循環(huán)氣量為方案B的三倍左右；
[0008] 4.由于A方案存在循環(huán)氣量大，反應(yīng)溫度控制和調(diào)節(jié)難度大的問(wèn)題導(dǎo)致該方案設(shè) 備、管道、儀表閥門(mén)等材料的制造和設(shè)計(jì)難度大，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性差，A方案在實(shí)際建設(shè)過(guò)程 中難以實(shí)現(xiàn)工程化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、可溫度控調(diào)及 系統(tǒng)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、可靠性好，滿足大氣量循環(huán)要求的用于煤粉氣化的煤制天然氣的甲烷化系 統(tǒng)。
[0010] 本實(shí)用新型包括高溫反應(yīng)段和低溫反應(yīng)段，所述高溫反應(yīng)段為并聯(lián)的兩個(gè)，所述 兩個(gè)高溫反應(yīng)段的出口均與低溫反應(yīng)段連接，以及分別經(jīng)各自對(duì)應(yīng)的鍋爐給水預(yù)熱器與壓 縮機(jī)連接，所述壓縮機(jī)的出口分別與兩個(gè)高溫反應(yīng)段連接。
[0011] 任意一個(gè)所述高溫反應(yīng)段包括依次連接的原料氣預(yù)熱器、分離器、1#高溫反應(yīng)器、 1#廢鍋、2#高溫反應(yīng)器、蒸汽過(guò)熱器及2#廢鍋；所述分離器的出口還與2#高溫反應(yīng)器入口 前的管線連接；所述壓縮機(jī)的出口還分別與1#高溫反應(yīng)器和2#高溫反應(yīng)器的入口前的管 線連接。
[0012] 原料氣預(yù)熱器前的管線上還設(shè)有甲烷補(bǔ)入口、氮?dú)庋a(bǔ)入口以及鍋爐給水噴射器。
[0013] 所述低溫反應(yīng)段包括1#低溫反應(yīng)器，所述1#低溫反應(yīng)器的出口分別經(jīng)兩個(gè)高溫 反應(yīng)段的原料氣預(yù)熱器與2#低溫反應(yīng)器連接，所述2#低溫反應(yīng)器經(jīng)產(chǎn)品冷卻器與產(chǎn)品分 離器連接。
[0014] 采用上述系統(tǒng)的工藝方法為：所述自上游的原料氣被均分成A、B兩股，分別進(jìn)入 并聯(lián)的兩個(gè)高溫反應(yīng)段進(jìn)行高溫反應(yīng)及熱量回收，經(jīng)熱量回收后的每股合成氣再分成兩 股，即A1股和A2股、B1股和B2股，A1股和B1股股各自經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器預(yù)熱后合并，再 經(jīng)壓縮機(jī)增壓到3. 06-3. 12MPag后再均分成兩股分別回送至并聯(lián)的高溫反應(yīng)段作為循環(huán) 氣補(bǔ)入；A2和B2股合成氣合并后直接送入低溫反應(yīng)段反應(yīng)后得到合格的天然氣。
[0015] 在所述任一個(gè)高溫反應(yīng)段中，所述A股或B股原料氣先經(jīng)原料氣預(yù)熱器預(yù)熱至 60-250°C后再經(jīng)分離器分離中其中的液體，經(jīng)分離器分離后的原料氣分為兩股，來(lái)自壓縮 機(jī)的循環(huán)氣也分成兩股，來(lái)自分離器的第一股原料氣與來(lái)自壓縮機(jī)的第一股循環(huán)氣混合至 260-340°C進(jìn)入1#高溫反應(yīng)器進(jìn)行第一次甲烷化反應(yīng)；出1#高溫反應(yīng)器的合成氣經(jīng)1#廢 鍋降溫至320-4KTC。后與來(lái)自分離器的第二股原料氣、來(lái)自壓縮機(jī)的第二股循環(huán)氣混合至 260-350°C后進(jìn)入2#高溫反應(yīng)器進(jìn)行第二次甲烷化反應(yīng)，出2#高溫反應(yīng)器的合成氣經(jīng)蒸汽 過(guò)熱器初步降溫回收熱量后，再進(jìn)入2#廢鍋進(jìn)一步降溫并回收熱量至350-250°C后的合成 氣被分為兩股（即A1股、A2股)。
[0016] 當(dāng)任一高溫反應(yīng)器超溫時(shí)，向進(jìn)入原料氣預(yù)熱器前的所述A股或B股原料氣中間 斷補(bǔ)入甲烷、氮?dú)饧板仩t給水中的至少一種以調(diào)節(jié)系統(tǒng)高溫甲烷化反應(yīng)器溫度。
[0017] 在所述低溫反應(yīng)段中，A2和B2股合成氣合并后先進(jìn)入1#低溫反應(yīng)器進(jìn)行第三次 甲烷化反應(yīng)，然后分成兩股分別經(jīng)并聯(lián)的兩個(gè)高溫反應(yīng)段中的原料氣預(yù)熱器與原料氣進(jìn)行 間接換熱降溫至220-300°C，然后兩股合成氣合并送入2#低溫反應(yīng)器進(jìn)行第四次甲烷化反 應(yīng)，出2#低溫甲烷化反應(yīng)器的合成氣再經(jīng)產(chǎn)品冷卻器降溫后在產(chǎn)品分離器中分液，得到合 格的合成天然氣。
[0018] 控制所述1#高溫反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為260-340°C，出口溫度為580-700°C;控制2# 高溫反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為260-350°C、出口溫度為580-700°C ;
[0019] 控制1#低溫反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為250-300°C、出口溫度為400-480°C ;控制2#低 溫反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為220-300°C、出口溫度為250-380°C。
[0020] 所述甲烷的補(bǔ)入量為使進(jìn)料氣中甲烷含量為l_15%m〇l ;氮?dú)獾难a(bǔ)入量為使進(jìn)料 氣中氮?dú)夂繛閘_3%mol ;鍋爐給水的補(bǔ)入量為使進(jìn)料氣中水含量為l-10%mol。
[0021] 經(jīng)分離器分離后的原料氣分為兩股分別進(jìn)入1#高溫反應(yīng)器和2#高溫反應(yīng)器，其 中進(jìn)入1#高溫反應(yīng)器的第一股原料氣總氣量占總氣量的35_65%mol。
[0022] 經(jīng)熱量回收后的每股合成氣再分成兩股，送入壓縮機(jī)壓縮作為循環(huán)氣的氣量占經(jīng) 熱量回收后的每股合成氣總氣量的55-80%mo 1。
[0023] 任一個(gè)所述高溫反應(yīng)段中，所述送入1#高溫反應(yīng)器的循環(huán)氣占送入該高溫反應(yīng) 段的循環(huán)氣的總氣量的80-95%mol。
[0024] 本實(shí)用新型中的原料氣是基于氣流床氣化技術(shù)的高C0濃度凈化氣，該原料氣 中CO濃度可達(dá)24%mol以上，且?guī)缀醪缓蠧H4，循環(huán)氣量大（占高溫反應(yīng)器出口氣量的 55-80%)
[0025] 發(fā)明人針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有的基于氣流床氣化技術(shù)的甲烷化工藝 進(jìn)行深入研究，針對(duì)循環(huán)氣量大的問(wèn)題，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，處理難度主要集中在高溫反應(yīng)階段， 由于目前高溫甲烷化反應(yīng)器制造技術(shù)的限制，其尺寸有限，單位時(shí)間內(nèi)難以處理大量原料 氣，因此將高溫反應(yīng)段設(shè)計(jì)成并聯(lián)的兩段，原料氣(又稱凈化）可均分兩股，分別進(jìn)行高溫反 應(yīng)及熱量回收，然后針對(duì)高溫反應(yīng)后回收熱量的合成氣，由于溫度降低，氣體的體積減小， 因此可以共用一個(gè)壓縮機(jī)及低溫反應(yīng)段分別進(jìn)行循環(huán)增壓及低溫反應(yīng)，從而解決過(guò)去存在 的設(shè)備、管道、儀表閥門(mén)等材料的制造和設(shè)計(jì)難度大，難以實(shí)現(xiàn)工程化的問(wèn)題，
[0026] 為解決系統(tǒng)溫度控制和調(diào)節(jié)的問(wèn)題，發(fā)明人進(jìn)行了兩方面的改進(jìn)，一是通過(guò)向高 溫反應(yīng)段內(nèi)補(bǔ)入大量循環(huán)氣以調(diào)節(jié)高溫反應(yīng)器的入口溫度，優(yōu)選送入壓縮機(jī)壓縮作為循環(huán) 氣的氣量占經(jīng)高溫反應(yīng)及熱量回收后合成氣總氣量（即并聯(lián)的兩個(gè)高溫反應(yīng)段反應(yīng)后合成 氣的總氣量)的55-80%mol，即大部分進(jìn)行循環(huán)，這樣可以有效控制反應(yīng)溫度，對(duì)于任意一個(gè) 高溫反應(yīng)段而言，優(yōu)選所述送入1#高溫反應(yīng)器的循環(huán)氣占送入該高溫反應(yīng)段的循環(huán)氣的 總氣量的80-95%%mol，余量補(bǔ)入2#高溫反應(yīng)器，通過(guò)循環(huán)氣量補(bǔ)入比例的調(diào)節(jié)，可以較好 的控制兩個(gè)高溫反應(yīng)器的入口溫度，保證甲烷化反應(yīng)的正常進(jìn)行。二是在任意一個(gè)高溫反 應(yīng)段，原料氣進(jìn)入預(yù)熱器前補(bǔ)入了甲烷、氮?dú)夂湾仩t給水(可以噴射器噴入的方式）中的至 少一種，發(fā)明人特別在此處加入三者的目的是為了增加控溫手段。三者可以擇一或者一起 間斷添加，甲烷的加入量控制在使原料氣中甲烷的含量在l_15%mol ;氮?dú)獾募尤肓靠刂圃?使原料氣中氮的含量在l_3%mol ;鍋爐給水的添加量控制在使原料氣中水含量在l-10%mol 之間；具體加入量是以使處于超溫狀態(tài)的高溫反應(yīng)器降至要求溫度內(nèi)即可，但添加量最好 不要超出上述范圍內(nèi)，當(dāng)加入任一種仍無(wú)法使高溫反應(yīng)器的溫度降至要求范圍內(nèi)時(shí)，則可 以考慮合并加入其它一種或兩種，以實(shí)現(xiàn)靈活快速控溫的目的。這里，發(fā)明人選擇了甲烷、 氮?dú)饧板仩t給水的原理是甲烷化和水作為甲烷化反應(yīng)的生成物，能有效調(diào)節(jié)反應(yīng)的平衡， 而氮?dú)獾牡奶砑釉聿皇菫榱朔辣哪康模怯捎诘獨(dú)饧尤朐蠚庵芯哂邢♂尫磻?yīng)物的 作用，從而實(shí)現(xiàn)控溫的目的，目前為止從未在甲烷化工藝中添加氮?dú)饧凹淄橐哉{(diào)節(jié)系統(tǒng)溫 度的報(bào)導(dǎo)。
[0027] 發(fā)明人通過(guò)兩次高溫甲烷化，兩次低溫甲烷化的設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格控制反應(yīng)器的進(jìn)出 口溫度，從而保證甲烷化反應(yīng)的正常進(jìn)行，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于甲烷化反應(yīng)的熱 量能夠很好的回收，除副產(chǎn)過(guò)熱蒸汽外，還能用于對(duì)原料氣的預(yù)熱，具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。
[0028] 有益效果
[0029] 1.本實(shí)用新型為氣流床氣化技術(shù)的高C0濃度凈化氣的用于煤制天然氣的甲烷化 工藝提供了解決方案，系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單可靠、設(shè)備投資和運(yùn)行成本低、生產(chǎn)出的天然氣完全滿 足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB17820-2012)的熱值要求。
[0030] 2.采用了并聯(lián)的雙高溫反應(yīng)段與一個(gè)低溫反應(yīng)段串聯(lián)，有效解決設(shè)備、管道、儀表 閥門(mén)等材料的制造和設(shè)計(jì)難度大，難以實(shí)現(xiàn)工程化的問(wèn)題，特別適用于對(duì)于產(chǎn)量達(dá)到10億 Nm3/a SNG以上的大型工程；
[0031] 3.每個(gè)高溫反應(yīng)段均設(shè)有廢鍋多級(jí)有效回收熱量，簡(jiǎn)化操作流程，避免高溫反應(yīng) 段之間的干擾，便于系統(tǒng)控制；
[0032] 4.采用補(bǔ)充CH4、氮?dú)饧板仩t給水的方式調(diào)節(jié)甲烷化反應(yīng)溫度和平衡，有效控制反 應(yīng)，提高了操作的運(yùn)行穩(wěn)定性；噴射鍋爐給水的方法調(diào)節(jié)甲烷化反應(yīng)溫度和平衡。增加了控 制手段和調(diào)節(jié)方法，鍋爐給水設(shè)置在原料氣預(yù)熱器之前，在原料氣進(jìn)入1#高溫反應(yīng)器前還 設(shè)置了分離器，可以保證補(bǔ)入的鍋爐給水在進(jìn)入反應(yīng)器之前合成氣中的水蒸氣處于過(guò)熱狀 態(tài)，防止冷凝水與催化劑的接觸，保證技術(shù)可靠運(yùn)行；
[0033] 5.采用并聯(lián)的雙高溫反應(yīng)段，滿足大氣量循環(huán)氣的循環(huán)要求，循環(huán)氣分別循環(huán)至 兩個(gè)高溫反應(yīng)段的1#高溫反應(yīng)器和2#高溫反應(yīng)器，進(jìn)一步保證甲烷化反應(yīng)的正常進(jìn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)圖暨工藝流程圖。
[0035] 其中，E01A--原料氣預(yù)熱器、R01A--1#高溫反應(yīng)器、R02A--2#高溫反應(yīng) 器、E01B--原料氣預(yù)熱器、R01B--1#高溫反應(yīng)器、R02B--2#高溫反應(yīng)器、E02A-- 1#廢鍋、E03A--蒸汽過(guò)熱器，E04A--2#廢鍋、E05A--鍋爐給水預(yù)熱器、E02B--1# 廢鍋、E03B--蒸汽過(guò)熱器，E04B--2#廢鍋、E05B--鍋爐給水預(yù)熱器、K01--壓縮 機(jī)、R03--1#低溫反應(yīng)器、R04--2#低溫反應(yīng)器、E06--產(chǎn)品冷卻器、S01-分離器、 S02--產(chǎn)品分離器、U01A--鍋爐給水噴射器、U02A--甲烷補(bǔ)入口、U03A--氮?dú)庋a(bǔ)入 口、U01B--鍋爐給水噴射器、U02B--甲烷補(bǔ)入口、U03B--氮?dú)庋a(bǔ)入口、A--高溫反應(yīng) 段、B--高溫反應(yīng)段。

【具體實(shí)施方式】
[0036] 系統(tǒng)實(shí)施例：
[0037] 高溫反應(yīng)段為并聯(lián)的兩個(gè)(高溫反應(yīng)段A和高溫反應(yīng)段B)，所述兩個(gè)高溫反應(yīng)段 A、B的出口均與低溫反應(yīng)段連接，以及分別經(jīng)各自對(duì)應(yīng)的鍋爐給水預(yù)熱器E05A、E05B與壓 縮機(jī)K01連接，所述壓縮機(jī)K01的出口分別與兩個(gè)高溫反應(yīng)段A、B連接。
[0038] 所述兩個(gè)高溫反應(yīng)段A、B內(nèi)各設(shè)備間的連接關(guān)系及處理氣量是完全相同的。以高 溫反應(yīng)段A為例：所述高溫反應(yīng)段A包括依次連接的原料氣預(yù)熱器E01A、分離器S01A、1#高 溫反應(yīng)器R01A、1#廢鍋E02A、2#高溫反應(yīng)器R02A、蒸汽過(guò)熱器E03A及2#廢鍋E04A ;所述 分離器S01A的出口還與2#高溫反應(yīng)器R02A入口前的管線連接；所述壓縮機(jī)K01的出口還 分別與1#高溫反應(yīng)器和2#高溫反應(yīng)器入口前的管線連接。在原料氣預(yù)熱器U01A前的管 線上還設(shè)有甲烷補(bǔ)入口 U02A、氮?dú)庋a(bǔ)入口 U03A以及鍋爐給水噴射器U01A。
[0039] 高溫反應(yīng)段B內(nèi)的設(shè)備連接關(guān)系同高溫反應(yīng)段B，在此不作綴述。
[0040] 所述低溫反應(yīng)段包括1#低溫反應(yīng)器R03,所述1#低溫反應(yīng)器的入口分別與高溫反 應(yīng)段A的2#廢鍋E04A的出口以及高溫反應(yīng)段B的2#廢鍋E04B連接，出口分別經(jīng)兩個(gè)高 溫反應(yīng)段A、B的原料氣預(yù)熱器U01A、U01B與2#低溫反應(yīng)器R04連接，所述2#低溫反應(yīng)器 R04經(jīng)產(chǎn)品冷卻器E06與產(chǎn)品分離器S02連接。
[0041] 工藝實(shí)施例：
[0042] 上游凈化裝置來(lái)的凈化氣（以下簡(jiǎn)稱凈化氣）組成為：H2 :74. 7%mol ;CH4 :200ppm ; N2 :0· 4%mol ;C0 :24. l%mol ;C02 :0· 8%mol ;H2S+C0S :〈0· lppm。溫度：3(TC，壓力：3. 12MPag， 流量：4272898Nm3/h。
[0043] 進(jìn)入界區(qū)的原料氣被均為為A、B兩股原料氣，分別進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的高溫反應(yīng)段A、 B，兩個(gè)反應(yīng)段內(nèi)原料氣的工藝過(guò)程及工藝條件相同，以下描述為其中一個(gè)高溫反應(yīng)段A的 流程：
[0044] A股原料氣首先與由噴射器U01噴入的間斷供給的鍋爐給水和甲烷補(bǔ)入口 U02A 補(bǔ)入甲烷、氮?dú)庋a(bǔ)入口 U03A補(bǔ)入氮?dú)猓ㄔ谶M(jìn)料氣中甲烷、氮?dú)饧八魵獾谋壤謩e為 l-15%mol、l-3%mol、l-10%mol)，其作用主要是當(dāng)系統(tǒng)超溫時(shí)作為調(diào)節(jié)手段）均勻混合，再經(jīng) 原料氣預(yù)熱器E01A與來(lái)自2#廢鍋E04A的合成氣間接換熱，將原料氣預(yù)熱至60°C _250°C， 然后經(jīng)分離器S01A分離出氣體中的液體，以避免原料氣中的液體被帶入高溫反應(yīng)器中， 由分離器S01A頂部排出的含有蒸汽的原料氣被分為兩股。一股原料氣（占原料氣總量 的35-65%mol)與來(lái)自循環(huán)氣壓縮機(jī)K01的第一股循環(huán)氣(所述送入1#高溫反應(yīng)器R01A 的循環(huán)氣占送入高溫反應(yīng)段A的循環(huán)氣的總氣量的80-95%mol，余下送入2#高溫反應(yīng)器 R02A)混合至260-340°C進(jìn)入1#高溫反應(yīng)器R01A進(jìn)行甲烷化反應(yīng)，控制反應(yīng)器出口溫度為 580-700°C ;另一股原料氣（占原料氣總量的65-35%mol)與來(lái)自1#高溫反應(yīng)器R01的經(jīng)1# 廢鍋E02A換熱后的合成氣、以及來(lái)自循環(huán)氣壓縮機(jī)K01的第二股循環(huán)氣混合至260-350°C 后進(jìn)入2#高溫反應(yīng)器R02A，反應(yīng)器出口溫度為580-700°C，出2#甲烷反應(yīng)器R02的合成氣 首先經(jīng)過(guò)蒸汽過(guò)熱器E03A初步降溫后再進(jìn)入2#廢鍋E04A將溫度降低至350-250°C后合成 氣被分為Al、A2股。同理來(lái)自高溫反應(yīng)段B的合成氣被分成Bl、B2股。
[0045] A1股合成氣經(jīng)鍋爐給水預(yù)熱器E05A降溫至200-150°C與來(lái)自高溫反應(yīng)段B的經(jīng) 鍋爐給水預(yù)熱器E05B降溫至200-150°C的B1股合成氣合并后（占高溫反應(yīng)段A和高溫反應(yīng) 段B生成的合成氣總量的55-80%mol)通過(guò)壓縮機(jī)K01增壓到3. 06-3. 12Mpag后再均分成 兩股作為循環(huán)氣分別送入高溫反應(yīng)段A、B，以高溫反應(yīng)段A為例，送入高溫反應(yīng)段A的循環(huán) 氣再分成兩股，第一股送入高溫反應(yīng)段A中的1#甲烷反應(yīng)器R01A，第二股送入2#高溫反應(yīng) 器R02A。送入高溫反應(yīng)段B的循環(huán)氣補(bǔ)入方式同高溫反應(yīng)段A。
[0046] 來(lái)自高溫反應(yīng)段A、B的A2股和B2股合成氣合并后進(jìn)入1#低溫反應(yīng)器R03進(jìn)行第 三次甲烷化反應(yīng)，控制1#低溫反應(yīng)器R03的進(jìn)口溫度為250-300°C、出口溫度400-480°C， 出1#低溫反應(yīng)器R03的合成氣被均分為兩股，分別進(jìn)入高溫反應(yīng)段A、B的凈化氣預(yù)熱 器E01A和E01B中與原料氣換熱降溫至220-300°C后兩股合成氣合并進(jìn)入2#低溫反應(yīng) 器R04進(jìn)行第四次甲烷化反應(yīng)，控制2#低溫反應(yīng)器的進(jìn)口溫度為220-300°C、出口溫度為 250-380°C，出2#低溫化反應(yīng)器R04的合成氣再經(jīng)產(chǎn)品冷卻器E06降溫后在產(chǎn)品分離器S02 中分液，得到合格的合成天然氣（SNG)。
[0047] 天然氣組成為：H2 :1. 8%mol ;CH4 :95. 2%mol ;N2 :1. 4%mol ;C0 :149ppm ;C02 : 1. 3%mol ;H20 :0· 3%mol,溫度：40°C，壓力：2. 3MPag，流量：126524Nm3/h。各項(xiàng)指標(biāo)滿足 GB17820-2012對(duì)天然氣的要求。
[0048] 副產(chǎn)過(guò)熱高壓蒸汽（9. 8MPag，535°C) :357t/h。
【權(quán)利要求】
1. 一種氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)，包括高溫反應(yīng)段和低溫反應(yīng)段，其特征在于，所述高 溫反應(yīng)段為并聯(lián)的兩個(gè)，所述兩個(gè)高溫反應(yīng)段的出口均與低溫反應(yīng)段連接，以及分別經(jīng)各 自對(duì)應(yīng)的鍋爐給水預(yù)熱器與壓縮機(jī)連接，所述壓縮機(jī)的出口分別與兩個(gè)高溫反應(yīng)段連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)，其特征在于，任意一個(gè)所述高溫反 應(yīng)段包括依次連接的原料氣預(yù)熱器、分離器、1#高溫反應(yīng)器、1#廢鍋、2#高溫反應(yīng)器、蒸汽 過(guò)熱器及2#廢鍋；所述分離器的出口還與2#高溫反應(yīng)器入口前的管線連接；所述壓縮機(jī) 的出口還分別與1#高溫反應(yīng)器和2#高溫反應(yīng)器的入口前的管線連接。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)，其特征在于，原料氣預(yù)熱器前的 管線上還設(shè)有甲烷補(bǔ)入口、氮?dú)庋a(bǔ)入口以及鍋爐給水噴射器。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣流床氣化的甲烷化系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫反應(yīng)段包括 1#低溫反應(yīng)器，所述1#低溫反應(yīng)器的出口分別經(jīng)兩個(gè)高溫反應(yīng)段的原料氣預(yù)熱器與2#低 溫反應(yīng)器連接，所述2#低溫反應(yīng)器經(jīng)產(chǎn)品冷卻器與產(chǎn)品分離器連接。
【文檔編號(hào)】C10L3/08GK203999532SQ201420178472
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】晏雙華, 周建振, 詹信, 肖敦峰, 李繁榮, 肖曉愚, 胡四斌, 徐建民, 夏吳 申請(qǐng)人:中國(guó)五環(huán)工程有限公司