[发明专利]煤制天然气的甲烷化工艺及其系统

权利要求书

1.一种煤制天然气的甲烷化工艺，包括来自上游净化装置的净化气依次经四个串联的甲烷反应器、2#锅炉给水预热器以及2#分离器后得到合成天然气，其特征在于，所述净化气经喷射器与间断供给的锅炉给水混合喷出后，再经净化气预热器升温至280℃-350℃，经1#分离器分离后净化气和蒸汽的混合气再送入4个串联的甲烷反应器，所述混合气先经1#甲烷反应器进行一次甲烷化反应，出1#甲烷反应器的合成气经1#废锅换热降温送入2#甲烷反应器进行二次甲烷化反应，出2#甲烷反应器2的合成气经2#废锅降温至450-480℃后再经蒸汽过热器获得副产的过热蒸汽后送入3#甲烷反应器进行三次甲烷反应，出3#甲烷反应器的合成气再经净化器预热器以及1#锅炉给水预热器降温后送入4#甲烷反应器进行四次甲烷化反应。

2.如权利要求1所述的煤制天然气的甲烷化工艺，其特征在于，控制所述1#甲烷反应器的进口温度为260-350℃，出口温度为580-640℃；控制2#甲烷反应器的进口温度为260-330℃、出口温度为580-640℃；控制3#甲烷反应器的进口温度为250-300℃、出口温度为400-460℃；控制4#甲烷反应器的进口温度为220-260℃、出口温度为250-320℃。

3.如权利要求1所述的煤制天然气的甲烷化工艺，其特征在于，所述1#甲烷反应器和2#甲烷反应器的上段设有精脱硫催化剂层，下段设有甲烷化催化剂层。

4.如权利要求1所述的煤制天然气的甲烷化工艺，其特征在于，所述锅炉给水经喷射器与净化气混合，控制系统中气体含水量为12-25%mol。

5.如权利要求1-4任一项所述的煤制天然气的甲烷化工艺，其特征在于，出所述1#分离器的混合气分成两股，一股送入1#甲烷反应器，另一股作为新鲜气送入2#甲烷反应器；出所述蒸汽过热器的合成气分成三股，一股入送入3#甲烷反应器，另两股经循环压缩机增加后分别循环送入1#甲烷反应器和2#甲烷反应器。

6.如权利要求5所述的煤制天然气的甲烷化工艺，其特征在于，所述出所述1#分离器的混合气中进入1#甲烷反应器的量占混合气总量的35-65%mol；出所述蒸汽过热器的合成气中进入3#甲烷反应器的量占所述合成气总量的25-60%mol，进入所述1#甲烷反应器的量占所述合成气总量的35-55%mol。

7.一种用于上述甲烷化工艺的甲烷化系统，包括4个甲烷反应器依次串联后再与2#锅炉给水预热器和2#分离器连接，其特征在于，还包括有喷射器、净化器换热器以及1#分器器，所述喷射器、净化气换热器以及1#分离器与四个串联的甲烷反应器经管道依次连接；所述四个串联的甲烷反应器中，1#甲烷反应器的合成气出口经1#废锅与2#甲烷反应器的合成气入口的连接，2#甲烷反应器的合成气出口经2#废锅、蒸汽过热器与3#甲烷反应器的合成气入口连接，所述3#甲烷反应器的合成气出口经净化器预热器、1#锅炉给水预热器与4#甲烷反应器合成气入口连接。

8.如权利要求7所述的甲烷化系统，其特征在于，所述1#分离器的合成气出口分别与1#甲烷反应器和2#甲烷反应器的合成气入口连接。

9.如权利要求8所述的甲烷化系统，其特征在于，所述蒸汽过热器的合成气出口分别与3#甲烷反应器以及循环气压缩机的合成气入口连接，所述循环气压缩机的合成气出口分别与1#甲烷反应器和2#甲烷反应器的合成气入口连接。

10.如权利要求7或8或9所述的甲烷化系统，其特征在于，所述1#甲烷反应器和2#甲烷反应器的上段设有精脱硫催化剂层，下段设有甲烷化催化剂层。