[发明专利]一种天然气转化制氢的方法

权利要求书

1.一种天然气转化制氢的方法，该方法包括：以天然气为原料，经加压脱硫后与水蒸汽混合进入转化炉，在催化剂的作用下裂解重整，生成含有CH₄、H₂、CO₂、CO组份的转化气，转化气回收热量后，不经CO变换工序而直接通过变压吸附提纯得到氢气，变压吸附装置尾气返回转化炉燃烧室为转化反应提供热量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述转化工序中，水碳比为2.8～3.5，转化气温度为680～850℃，转化压力为1.1-3.0MPa。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述转化工序中，水碳比为3.0～3.2，转化气温度为750～800℃，转化压力为1.8-2.5MPa。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，加压脱硫工序包括：天然气首先经过计量调压后，通过原料气第一预热器、第二预热器预热升温到370-390℃，优选约380℃，进入绝热加氢反应器，有机硫在加氢催化剂的作用下发生加氢反应生成无机硫，同时烯烃饱和，然后再进入氧化锌脱硫反应器脱氯段脱除原料中的氯，最后进入氧化锌脱硫段，在此发生脱硫反应。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中脱硫后的天然气温度370-390℃、压力1.5-2.0MPa与产汽系统生产的温度430-470℃、压力1.5-2.0MPa过热蒸汽混合，再经转化炉对流段预热至550-600℃，进入转化炉辐射段，在转化催化剂的作用下，发生复杂的水蒸汽转化反应，从而生产出氢气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和水的平衡混合物。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，转化气出转化炉的温度780-810℃，进入废热锅炉的管程换热后，产生高温高压蒸汽，热量回收后，降温至240-280℃进入锅炉给水预热器降至150-170℃。降温至35-50℃的转化气再经过变压吸附装置提纯氢气，变压吸附的解析气再返回到转化炉中燃烧为甲烷转化反应提供热量。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，来自装置外的脱盐水经脱盐水预热器预热后进入除氧器，除氧器所需的蒸汽由装置自产蒸汽提供，除氧水经过中压锅炉给水泵升压后经过锅炉给水预热器预热后进入汽包，锅炉水通过自然循环的方式分别经过转化炉产汽段、转化气蒸汽发生器产生高压蒸汽。所产生的蒸汽在转化炉的对流段过热到430-470℃，大部分蒸汽作为转化反应配汽使用，多余部分减温后出装置外供原有高压蒸汽管网。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，转化炉的对流段是余热回收段，辐射段烟道气从辐射段下部侧面出来后即进入对流段，在对流段中，烟道气沿水平方向流动，换热盘管根据加热要求和传热特性按原料气预热器、蒸汽过热器、废锅蒸发段、空气预热器顺序排列，以使烟道气热量得到充分的回收利用，烟道气最终温度降至120-150℃经引风机送烟囱放空。