[發明專利]制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝和裝置

有效

• 申請號: 200910054761.4
• 申請日: 2009-07-14
• 公開（公告）號: CN101649233A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 楊震東;陸歡慶;劉敬榮;金力強
• 申請（專利權）人: 上海國際化建工程咨詢公司
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 呂 伴

1.制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，包括甲烷化步驟、甲烷化熱回收 制蒸汽步驟以及冷凝液處理步驟，凈化后的合成氣進入甲烷化步驟進行甲烷 化，其特征在于，所述甲烷化步驟采用至少二級以上甲烷化，其中第一級甲 烷化采用絕熱甲烷化反應器進行甲烷化，后面各級甲烷化采用等溫甲烷化反 應器進行甲烷化；

所述甲烷化步驟為二級甲烷化；

所述二級甲烷化具體步驟是：凈化后的合成氣經過保護床GB，精脫硫至 甲烷化催化劑可以允許的總硫含量并將合成氣預熱到甲烷化催化劑的活性起 始溫度200-300℃，得到新鮮的合成氣進入甲烷化步驟，新鮮的合成氣的壓力 為2.5-6.0MPa；進入甲烷化步驟的新鮮的合成氣分為兩路，一路占新鮮的合 成氣體積的20-40V%的第一部分新鮮的合成氣與循環氣混合后進入第一絕熱 甲烷化反應器進行第一級甲烷化生成溫度為400-650℃的第一高溫氣體，第一 高溫氣體經過第一熱回收系統回收反應熱得到第一甲烷化氣體，第一甲烷化 氣體的溫度等于甲烷化催化劑的活性起始溫度；另一路占新鮮的合成氣體積 的60-80V%的第二部分新鮮的合成氣與第一甲烷化氣體混合后進入等溫甲烷 化反應器進行第二級甲烷化生成溫度為250-350℃第二高溫氣體，第二高溫氣 體經過第二熱回收系統回收反應熱后得到溫度為100～300℃產品氣體，產品 氣體一部分作為循環氣經過增壓至新鮮的合成氣壓力送至第一絕熱甲烷化反 應器，其余部分送至甲烷化熱回收制蒸汽步驟；

所述新鮮的合成氣中：H₂/CO?3.3～3.4V%，CO₂?1.5V%，CH₄?16.3V%，C₂H₄0.2～0.6V%或C₂H6和C₃H₈?0.2～0.6V%，N₂/Ar?0.2～0.6V%。

2.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 保護床GB為常溫保護床或高溫保護床。

3.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 通過控制循環氣的氣量來控制絕熱甲烷化反應器的出口溫度，使其低于甲烷 化催化劑的允許操作溫度650-700℃，其中循環氣的氣量與進入甲烷化熱回收 制蒸汽步驟的產品氣體的氣量比值為0.5-1.5。

4.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 所述等溫甲烷化反應器的熱點溫度通過控制進入等溫甲烷化反應器的新鮮的 合成氣的流量和汽包壓力來進行，其中熱點溫度為550-700℃，汽包壓力為 4.0-9.0MPa。

5.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 所述等溫甲烷化反應器冷側采用鍋爐和給水泵強制循環冷卻方式移除熱量， 并同時副產4.0-9.0MPa的中壓飽和蒸汽。

6.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 所述第一絕熱甲烷化反應器可以副產4.0-9.0MPa中壓過熱蒸汽。

7.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 所述循環氣采用循環壓縮機或增壓噴射泵進行增壓。

8.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 所述整個甲烷化步驟的阻力降小于5bar。

9.如權利要求1所述的制取合成天然氣的等溫甲烷化工藝，其特征在于， 還包括一設置在甲烷化步驟與甲烷化熱回收制蒸汽步驟之間的甲烷化精制步 驟，由甲烷化步驟過來的產品氣體首先進入第二絕熱甲烷化反應器進行甲烷 化精制，精制后的產品氣體送入甲烷化熱回收制蒸汽步驟。