[發明專利]一種利用煤與天然氣聯合生產合成氣的方法

有效

• 申請號: 201510431395.5
• 申請日: 2015-07-21
• 公開（公告）號: CN105062568B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 林益安;徐紅東;崔意華;趙蒙;劉軍;楊云龍;朱春鵬;鄭亞蘭;曾梅;門長貴;賀根良;韋孫昌
• 申請（專利權）人: 西北化工研究院
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C01B3/38
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所(普通合伙)11305
• 代理人: 黃綠雯

1.一種利用煤與天然氣聯合生產合成氣的方法，其特征在于該方法的步驟如下：

A、天然氣凈化與加熱

含有硫化物的天然氣通過天然氣管道(4)送到天然氣加熱器(5)中，被其中天然氣燃燒產生的熱量加熱，再先后送到氧化錳脫硫槽(7)與氧化鋅脫硫槽(9)進行脫硫，脫硫的天然氣通過二級脫硫天然氣管道(10)與來自蒸汽管網的飽和蒸汽混合，再進入天然氣加熱器(5)中加熱到溫度440～460℃，接著由混合氣管道(11)送到一段天然氣轉化器(18)中進行天然氣一段催化轉化反應；在天然氣加熱器(5)中產生的高溫煙氣送到廢熱鍋爐；

來自空分的氧氣氣化劑與來自蒸汽管網的飽和蒸汽混合通過氣化劑管道(1)送到氣化劑加熱器(2)中進行加熱，然后通過熱氣化劑管道(3)送到深度轉化器(34)；在氣化劑加熱器(2)中產生的高溫煙氣送到廢熱鍋爐；

B、氣化料漿制備

將破碎的含碳氫原料、水與添加劑溶液送入磨機(12)進行一次濕磨制漿，得到的氣化料漿送入料漿貯槽(13)中；

C、煤-天然氣聯合氣化

步驟B制備的氣化料漿經高壓料漿泵(14)提壓后與氣化劑同時通過三流道霧化器(15)進入復合反應器(16)的煤氣化反應室(17)中，在溫度1300℃～1400℃與壓力0.1～10MPa的條件下進行不完全燃燒反應，得到以CO、H₂和CO₂為主要組分的高溫粗合成氣與熔渣的混合物；

所述的混合物由煤氣化反應室(17)經喇叭狀導氣口(31)進入一段天然氣轉化器(18)，作為一段天然氣催化轉化反應的熱源；一段天然氣轉化器(18)由上段天然氣催化反應管(19)、下段天然氣催化反應管(20)、喇叭狀導氣口(31)、上部氣體噴嘴(37)與下部氣體噴嘴(38)組成；

來自深度轉化器(34)的溫度為900～950℃的深度轉化氣，其中一部分由上部氣體噴嘴(37)進入一段天然氣轉化器(18)中，吹掃上段天然氣催化反應管(19)積灰并調節其轉化溫度，余下部分由下部氣體噴嘴(38)進入一段天然氣轉化器(18)，吹掃下段天然氣催化反應管(20)積灰并調節一段轉化氣的氫碳比；

通過混合氣管道(11)將步驟A的天然氣-蒸汽混合氣送到一段天然氣轉化器(18)中，在上段天然氣催化反應管(19)中在初級轉化催化劑存在下，天然氣與蒸汽混合氣在與粗合成氣和熔渣混合物換熱時進行轉化反應，接著進入下段天然氣催化反應管(20)中，在一段轉化催化劑存在下，在與粗合成氣和熔渣混合物換熱時繼續進行轉化反應，生成一段轉化氣；完成換熱后的粗合成氣通過合成氣管道(22)送到對流廢鍋(23)繼續回收熱量；對流廢鍋(23)產生的飽和蒸汽送至蒸汽管網；

在一段天然氣轉化器(18)中冷卻的熔渣進入渣冷卻收集室(21)進行水浴降溫，得到粗灰渣；

D、一段轉化氣深度轉化

步驟C得到的一段轉化氣通過一段轉化氣管道(33)送到深度轉化器(34)，同時步驟A得到的氣化劑-蒸汽混合氣通過熱氣化劑管道(3)也送到深度轉化器(34)，它們在深度轉化催化劑的存在下進行深度轉化反應，得到溫度為900～950℃的深度轉化氣，它經提壓后由深度轉化氣管道(36)經上部氣體噴嘴(37)與下部氣體噴嘴(38)送到一段天然氣轉化器(18)中；

E、灰渣收集及排放

讓步驟C得到的粗灰渣進入渣冷卻收集室(21)，得到粗灰渣與灰水，粗灰渣通過鎖渣閥門(39)進入鎖斗(40)，通過排放閥門排出；收集的灰水通過含細灰水管道(41)送到細灰水處理部分處理；

F、粗合成氣洗滌凈化：

步驟D的粗合成氣在對流廢鍋(23)中進行換熱；換熱的粗合成氣由換熱粗合成氣管道(24)送到除塵器(25)中除去其中夾帶的細灰，在除塵器(25)底部收集的細灰由細灰管道(27)排至外界，而除去細灰的粗合成氣通過粗煤氣管道(26)送到洗滌塔(28)進行洗滌，再從洗滌塔(28)頂部通過凈化合成氣管道(29)排出，得到所述的合成氣；

G、含細灰水處理

在洗滌塔(28)底部收集的含細灰水通過黑水管道(30)、從復合反應器(16)的渣冷卻收集室(21)排出的含細灰水通過含細灰水管道(41)分別進入高溫熱水器(42)降壓，在降壓時逸出的氣體送到灰水換熱器(57)或者回收熱水塔(60)回收熱量；經高溫熱水器(42)降壓的濃縮含細灰水進入低溫熱水器(43)再次進行降壓，降壓逸出的氣體直接送到脫氣水槽(55)作為熱源；該低溫熱水器(43)底部濃縮含細灰水與在步驟E收集的灰水送到負壓蒸發器(44)進行降壓；負壓蒸發器(44)逸出的氣體通過負壓冷凝器(58)降溫冷卻再送到負壓分離器(46)分離除去水分，接著送到抽氣泵(47)與抽氣泵分離器(48)分離除去水分，然后排空；讓負壓分離器(46)分離的水與抽氣泵分離器(48)分離的水流入儲水槽(52)中；在負壓蒸發器(44)底部濃縮含細灰水經澄清槽給料泵(49)提壓后進入澄清槽(50)；在澄清槽(50)內加入絮凝劑使細灰懸浮物絮凝沉降，上部溢流水流入儲水槽(52)；儲水槽(52)中的灰水經灰水泵(54)提壓后一部分送入脫氣水槽(55)，一部分作為沖洗水，少部分外排；在脫氣水槽(55)內，循環灰水中夾帶的溶解氣體經加熱后排空，同時在脫氣水槽(55)內加入分散劑，以減輕換熱器和灰水管道的結垢；

循環灰水經脫氣水泵(56)提壓進入灰水換熱器(57)或者回收熱水塔(60)，與高溫熱水器(42)逸出的氣體進行換熱，換熱后的灰水送到洗滌塔(28)循環使用；

澄清槽(50)底部含灰量高的濃縮含細灰水經過濾機給料泵(53)提壓進入真空帶式過濾機(51)將細灰與水分離，細灰收集后排出，分離出的水重新回到澄清槽(50)內。