[發明專利]一種生產合成天然氣的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210380047.6
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102876411A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 李安學;李春啟;左玉幫;余銘程;丁萬友;劉俊峰;劉永健;孔凡貴;劉學武;劉佳男;謝倫宏;汪明荃;蘇平
• 申請（專利權）人: 大唐國際化工技術研究院有限公司
• 主分類號: C10L3/08
• 分類號: C10L3/08
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅

1.一種生產合成天然氣的方法，所述方法包括以下步驟：

a）原料氣（1）經第一換熱設備（2）升溫至150~400℃后按體積比1:（0.5~5）:（0~0.5）:（0~0.5）分成第一股原料氣（4）、第二股原料氣（5）、第三股原料氣（6）和第四股原料氣（7）；

b）將步驟a）中的第一股原料氣（4）與第一蒸汽（39）和第一股循環氣（27）混合得到溫度為250~400℃的第一混合氣（8），將第一混合氣（8）通入第一段甲烷化反應器（9）中發生反應，得到溫度為450~750℃的第一段產品氣（10），該第一段產品氣經（10）第二換熱設備（11，11′）和第三換熱設備（13，13′）降溫至250~400℃得到降溫后的第一段產品氣（14）；

c）將步驟b）得到的降溫后的第一段產品氣（14）與所述第二股原料氣（5）、第二蒸汽（40）、第二股循環氣（28）混合得到溫度為250~400℃的第二混合氣（15），將第二混合氣（15）通入第二段甲烷化反應器（16）中發生反應，得到溫度為450~700℃的第二段產品氣（17），該第二段產品氣（17）經第四換熱設備（18，18′）降溫至200~400℃得到的降溫后的第二段產品氣（19）；

d）將步驟c）得到的降溫后的第二段產品氣（19）按體積比（0.3~5）:1分成循環氣（20）和第二股第二段產品氣（21），所述循環氣（20）經第五換熱設備（22）降溫至100~350℃后送入循環壓縮機（24）增壓得到增壓后的循環氣（25），增壓后的循環氣（25）經第五換熱設備（22）升溫到200~350℃，然后將其按體積比（0.5~1）:（0~0.5）分成所述第一股循環氣（27）和第二股循環氣（28）；

e）將步驟d）得到的第二股第二段產品氣（21）與所述第三股原料氣（6）、第三蒸汽（41）混合得到溫度為200~400℃的第三混合氣（29），將第三混合氣（29）通入第三段甲烷化反應器（30）中發生反應，得到溫度為300~550℃的第三段產品氣（31），該第三段產品氣（31）經第一換熱設備（2）降溫至60~350℃得到的降溫后的第三段產品氣（32）；

f）將步驟e）得到的降溫后的第三段產品氣（32）與所述第四股原料氣（7）、第四蒸汽（42）混合得到溫度為60~200℃的第四混合氣（33），所述第四混合氣（33）經第六換熱設備（34）升溫至200~350℃后通入第四段甲烷化反應器（36）中發生反應，得到溫度為250~450℃的第四段產品氣（37）；

g）將步驟f）得到的第四段產品氣（37）經第六換熱設備（34）降溫并進行氣液分離后得到溫度為20~80℃的產品氣（38）。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述原料氣的摩爾百分比組成如下：一氧化碳5~50%，二氧化碳0~30%，氫氣20~80%，甲烷0~20%。

3.根據權利要求1或2所述的方法，在所述步驟a）中，將所述原料氣（1）分成的第一股原料氣（4）、第二股原料氣（5）、第三股原料氣（6）和第四股原料氣（7）的體積比為1:（0.5~2）:（0~0.3）:（0~0.3）。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，在所述步驟d）中，將所述第二段產品氣（19）分成的循環氣（20）和第二股第二段產品氣（21）的體積比為（0.3~3）:1。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，在所述步驟d）中，將所述循環氣（20）分成的第一股循環氣（27）和第二股循環氣（28）的體積比為（0.7~1）:（0~0.3）。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，所述方法還包括通過以下方式利用甲烷化反應放熱：使來自界區的鍋爐給水（43，43′）進入汽包（44，44′），使來自汽包（44，44′）的第一鍋爐給水（45，45′）進入第二換熱設備（11，11′）或第三換熱設備（13，13′）產生3~10MPa的第一飽和蒸汽（46，46′），使來自汽包（44，44′）的第二鍋爐給水（47，47′）進入第四換熱設備（18，18′）產生3~10MPa的第二飽和蒸汽（48，48′），來自汽包（44，44′）的第三飽和蒸汽（49，49′）經第三換熱設備（13，13′）或第二換熱設備（11，11′）升溫，得到溫度為300~550℃的過熱蒸汽（50，50′）。