[发明专利]配气甲烷化系统及甲烷化工艺系统

说明书

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种配气甲烷化系统及甲烷化工艺系统。

背景技术

甲烷化工艺，是指合成气中CO、CO₂和H₂在一定的温度、压力及催化剂的作用下，发生甲烷化反应生成甲烷的过程。该反应为强放热反应(强放热反应通常是指焓值大于200kJ/mol的反应)，在通常的合成气体组份下，每一个百分点的CO甲烷化可产生74℃的绝热温升，每一个百分点的CO₂甲烷化可产生60℃的绝热温升。受热力学平衡的限制，通常需要多级串联的反应器才能实现合成气的完全甲烷化。以常规气化煤气为原料，经变换、净化处理后，若直接进行甲烷化反应，则绝热平衡温度可能会达到900℃，反应温度过高，造成设备的选型及加工制造比较困难，同时降低了系统操作的安全性。因此，合理而适度的降低反应温度，有助于提高系统整体的经济性。

目前的甲烷化工艺大都分成两个阶段：即配气甲烷化和补充甲烷化。在配气甲烷化阶段，由于合成气中H₂及CO含量高，反应温升大，反应器出口温度一般控制在600～700℃，通常反应器出口气体直接进入废热锅炉进行热量回收，因废热锅炉的入口温度很高，废热锅炉入口管箱需设计较厚的耐火衬里及隔热衬里以降低金属壁温，这不仅增加了设备投资，也增大了耐火衬里及隔热衬里损坏时可能造成的安全风险，同时，由于废热锅炉入口温度高，废热锅炉换热管保护套管对材质的要求提高，废热锅炉挠性薄管板的结构设计难度也会相应增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配气甲烷化系统，结构简单，设备投资低，设计难度低，安全性高。

本发明的另一目的在于提供一种甲烷化工艺系统，结构简单，装置投资低，系统节能，产品稳定。

本发明的实施例是这样实现的：

一种配气甲烷化系统，包括第一配气管、第二配气管、第一输气管、第一反应器以及第一废热回收装置，第一配气管被配置为分别向第一反应器及第一输气管输送气体，第二配气管被配置为向第一反应器输送气体，第一反应器通过第一输气管与第一废热回收装置连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一配气管包括第一管线和第二管线，第一管线与第一反应器连接，第二管线与第一输气管连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，配气甲烷化系统还包括用于调节气体流量的第一流量调节器和第二流量调节器，第一流量调节器和第二流量调节器分别设置于第一管线和第二管线。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，配气甲烷化系统还包括第二反应器，第二反应器与第一废热回收装置连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，配气甲烷化系统还包括第二输气管和第二废热回收装置，第二废热回收装置通过第二输气管与第二反应器连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一配气管包括用于输送气体的第三管线，第三管线与第二输气管连通。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，配气甲烷化系统还包括设置于第三管线的第三流量调节器。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，配气甲烷化系统还包括分别设置于第一配气管及第二配气管的预热器。

一种甲烷化工艺系统，包括上述配气甲烷化系统。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，甲烷化工艺系统还包括与配气甲烷化系统连接的补充甲烷化系统。

本发明实施例的有益效果：

本发明提供了一种配气甲烷化系统及甲烷化工艺系统，一种配气甲烷化系统通过结构的改进，将从第一反应器排出的高温气体与低温的富CO气混合，降低第一废热回收装置入口处的气体温度，减小第一废热回收装置入口管箱设计的耐火衬里及隔热衬里厚度，降低了废热回收装置换热管保护套管对材质的要求，降低了挠性薄管板的结构设计难度，降低了设备投资，有效提高了第一废热回收装置的安全性。

甲烷化工艺系统包括配气甲烷化系统，为无循环甲烷化工艺。相比循环甲烷化工艺，无循环甲烷化工艺不仅实现了国产化，而且具有装置投资低、系统节能和产品质量更趋稳定等优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的配气甲烷化系统的流程示意图；