[发明专利]一种无循环甲烷化工艺中能量的优化利用系统及方法

权利要求书

1.一种无循环甲烷化工艺中能量的优化利用系统，其特征在于，包括配气甲烷化阶段和补充甲烷化阶段，所述配气甲烷化阶段设有多级反应器，所述补充甲烷化阶段设有一级或多级反应器；

所述配气甲烷化阶段的各级反应器外部设有反应器冷却夹套，所述配气甲烷化阶段的各级反应器的进口管线上设有富CO气冷激管线，所述配气甲烷化阶段的末端及补充甲烷化阶段的末端分别设有热泵，所述配气甲烷化阶段除第一级反应器之外的各级反应器进口的上游分别设有反应器入口换热器，所述补充甲烷化阶段除第一级反应器之外的其它反应器进口的上游分别设有反应器入口换热器。

2.根据权利要求1所述的无循环甲烷化工艺中能量的优化利用系统，其特征在于，所述配气甲烷化阶段采用2～4级反应器，所述补充甲烷化阶段采用1～2级反应器。

3.根据权利要求2所述的无循环甲烷化工艺中能量的优化利用系统，其特征在于，所述反应器入口换热器为原料富H₂气加热器、锅炉水加热器或蒸汽过热器。

4.根据权利要求1所述的无循环甲烷化工艺中能量的优化利用系统，其特征在于，所述配气甲烷化阶段的热泵设置于配气甲烷化阶段末端分液罐的上游，该热泵的出口端与配气甲烷化阶段的末端分液罐直接连通；

所述补充甲烷化阶段的热泵设置于补充甲烷化阶段末端分液罐的上游，该热泵的出口端与补充甲烷化阶段的末端分液罐之间还设置有水冷器。

5.根据权利要求4所述的无循环甲烷化工艺中能量的优化利用系统，其特征在于，所述配气甲烷化阶段的热泵与补充甲烷化阶段的热泵上游还设置预热器，所述预热器为原料富H₂气预热器、原料富CO气预热器或脱盐水预热器。

6.一种权利要求1至5任一项所述的无循环甲烷化工艺中能量的优化利用系统实现无循环甲烷化工艺中能量的优化利用方法，其特征在于，包括：

所述反应器冷却夹套采用脱盐水、锅炉水作为冷却介质，换热后的冷却介质以热液体或蒸汽的形式输出；

所述反应器入口换热器通过加热原料富H₂气、锅炉水或蒸汽实现降低反应器进口温度；

所述配气甲烷化阶段的热泵与补充甲烷化阶段的热泵上游的预热器用于初步预热原料富H₂气、原料富CO气或脱盐水。

7.根据权利要求6所述的无循环甲烷化工艺中能量的优化利用方法，其特征在于，所述原料富H₂气依次通过预热器和反应器入口换热器中的一个或多个设备以加热至230℃以上，进入反应系统，原料富CO气仅经过预热器一次预热至160℃以下，作为冷激气通过CO气冷激管线配入反应系统。