[实用新型]一种焦炉煤气甲烷化制天然气的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于焦炉煤气制备液化天然气技术领域，具体涉及甲烷化制天然气的系统。

背景技术

利用焦炉煤气转化制备天然气的过程关键是在催化剂的作用下使煤气中的CO和CO₂与H₂反应生成CH₄。为了满足对甲烷浓度的要求，转化反应一般采用多塔串联的方式；由于转化反应过程属于强放热过程，又采用了循环气稀释入口气或加入低温新鲜气的方法来控制出口气的温度，从而使混合气温度处于催化剂可正常工作的范围内。

目前甲烷化过程多采用三塔串联的工艺即第一、二段反应器出口均串联一台废热锅炉，用于将转化反应过程释放的热量转移；稀释用的循环气取自三段反应器出口后端；系统内设置有气水分离罐，用于将各段转化过程生成的H₂O分离出去。这种工艺布置方式能够满足反应的高转化率，也解决了反应过程释放的热量问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种优化后既能保证转化效果及热量转移，又能够降低运行成本，节省设备投资的焦炉煤气甲烷化制天然气的系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是该系统包括通过管道串接的一段反应器、一级废热锅炉、二段反应器和二级废热锅炉，一段反应器和二段反应器的进气口均通过管道与原料净化气管道连通，其特征在于：所述二级废热锅炉的出气口通过管道与第一气水分离器的进气口连通，第一气水分离器的出气口通过管道分别与三段反应器和合成循环压缩机连通，三段反应器的出气口通过管道与第二气水分离器的进气口连通，合成循环压缩机的出气口通过管道与一段反应器的进气口连通，第一气水分离器的出液口和第二气水分离器的出液口分别通过管道与凝液排放管道连通。

本发明的焦炉煤气甲烷化制天然气的系统，与传统系统的不同之处在于：将原来的由三段反应器后抽取循环气改为从二段反应器后抽取循环气，而循环气的气量基本上不用改变，但是由于进入三段反应器的气量减少，相应的三段反应器设备规格也相应减小，填充的催化剂量减少，同时气量的减小也使三段反应器出口后的气水分离器的规格缩小，并且在后端省掉了一台气水分离器，在保证转化率及气体温度控制效果的同时大大降低了设备的投资和运行成本，同时简化了系统结构。

附图说明

图1为焦炉煤气甲烷化制天然气的系统的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进一步说明，但是本实用新型不仅限于下述的实施情形。

由图1可知，本实施例的焦炉煤气甲烷化制天然气的系统是由一段反应器1、一级废热锅炉2、二段反应器3、二级废热锅炉4、第一气水分离器5、合成循环压缩机7、三段反应器6以及第二气水分离器8通过管道连通构成。

其中：一段反应器1的进气口与原料净化气管道连通，一段反应器1的出气口通过管道与一级废热锅炉2的进气口连通，该一级废热锅炉2的出气口通过管道与二段反应器3的进气口连通，通过二段反应器3的进气口还通过管道与原料净化气管道连通，二段反应器3的出气口通过管道与二级废热锅炉4的进气口连通，二级废热锅炉4的出气口通过管道与第一气水分离器5的进气口连通，第一气水分离器5的出气口通过T型接头分别与三段反应器6的进气口、合成循环压缩机7的进气口连通，该第一气水分离器5的出液口与凝液排放管道连通，将分离的水排出。合成循环压缩机7的出气口通过管道与一段反应器1的进气口连通，将分离的气体部分压缩后进入一段反应参与循环。三段反应器6的出气口通过管道与第二气水分离器8的进气口连通，第二气水分离器8的出液口也与凝液排放管道连通，将分离的水与第一气水分离器5的水混合后排出，进行下一工段处理，而第二气水分离器8分离的气体作为产品气输出。

使用时，经过净化处理的原料净化气分为两部分，一部分进入一段反应器1，反应后通过一级废热锅炉2将反应过程释放的热量转移；由一级废锅出来的混合气体再与另一部分原料净化气混合进入二段反应器3，反应后再通过二级废热锅炉4将反应过程释放的热量转移，混合气经过第一气水分离器5将反应生成的H₂O分离出去，同时，由二级废热锅炉4出来的混合气经过第一气水分离器5后即分为两部分，一部分作为循环气经合成循环压缩机7压缩后与进入一段反应器1的气体混合；剩余部分再进入三段反应器6，经三段反应器6反应后出来经第二气水分离器8分离水分后即可作为合格的产品气输出，与常规处理系统相比，进入三段反应的气量明显减少，需要填充的催化剂量也减少，而且只需要两台气水分离罐即可，在保证处理量不变的情况下，工艺的设备投资和运行成分明显降低。