[发明专利]天然气、二氧化碳混合气催化部分氧化制合成气工艺

摘要

本发明涉及到一种天然气、二氧化碳混合气催化部分氧化制合成气工艺，其包括下述步骤：将天然气分为两股，第一股天然气与中压蒸汽和第一股CO₂气体混合并换热后进入一段转化炉进行转化；第二股天然气与一段转化炉的出口转化气混合后送往二段转化炉继续反应；二段转化炉的出口转化气依次分离出冷凝液和CO₂后送至下游；分离出的CO₂压缩后分为两股，第二股CO₂气体换热后与中压蒸汽混合并过滤掉微小颗粒后，再与纯氧混合，控制第二混合器中氧气的摩尔浓度为20%～35%（临氧状态？富氧大于等于23%，临氧小于23%？两者不符），送至一段转化炉对流段换热后进入二段转化炉与转化气一起燃烧，提供二段转化炉反应所需热量。本发明解决了常规天然气蒸汽转化生产的合成气中H₂/CO比值偏高，不满足羰基合成气氢碳比要求的问题。

主权项

一种天然气、二氧化碳混合气催化部分氧化制合成气工艺，其特征在于包括下述步骤：来自加氢脱硫单元温度为360～380℃的天然气(10)分为两股，第一股天然气和第二股天然气的流量比为70‑80:30‑20；第一股天然气(11)与来自界区温度为320～400℃的中压蒸汽(21)混合，水碳比为3.0～3.5，再补入来自CO₂压缩机(5)的压力为3.5～4.0MPa(G)的第一股CO₂气体(15)，形成混合原料气；混合原料气经一段转化炉(1)对流段的混合原料气加热盘管预热到450～550℃后，从顶部进入一段转化炉(1)内进行转化反应；一段转化炉(1)反应所需的热量由燃料气(27)与空气(28)的燃烧提供；第二股天然气(12)与一段转化炉(1)的出口转化气(13)混合后，送往二段转化炉(2)继续反应；二段转化炉(2)出口转化气经冷却分液系统(3)冷却并分离出冷凝液后进入脱碳系统(4)，在脱碳系统(4)中分离出CO₂；分离CO₂后的合成气压力为2.5～3.0MPa(G)，主要成分为H₂和CO，H₂与CO的摩尔比为2.0～2.8，通过管线(29)送往下游羰基合成装置；从脱碳系统(4)分离出来的CO₂经CO₂压缩机(5)升压至3.5～4.0MPa(G)后分为两股，其中第一股CO₂气体(15)与第一股天然气(11)混合；第二股CO₂气体(16)进入CO₂加热器(6)与来自界区温度为320～400℃的中压蒸汽(19)换热至230～240℃后，送入第一混合气混合器(7)，与来自界区温度为320～400℃的中压蒸汽(20)在第一混合器(7)中混合，控制第一混合器(7)中CO₂/蒸汽的摩尔比为1.20～1.30；所述第一股CO₂气体与第二股CO₂气体的流量比为5‑20:80‑95；出第一混合器(7)的混合气经精密过滤器(8)过滤掉微小颗粒后，与来自空分装置的纯氧(22)在第二混合器(9)中混合，控制第二混合器中氧气的摩尔浓度为20%～35%，然后进入一段转化炉(1)对流段氧气蒸汽预热盘管加热至400～450℃后送入二段转化炉(2)，在二段转化炉(2)内与来自一段转化炉(1)的转化气进行燃烧，提供二段转化炉(2)内天然气深度转化反应所需的热量；控制二段转化炉(2)出口甲烷含量控制在0.1%～0.5%；所述一段转化炉(1)为顶烧箱式转化炉，所述二段转化炉(2)为纯氧转化炉。