[发明专利]一种煤制天然气的耐硫甲烷化系统及方法

权利要求书

1.一种煤制天然气的耐硫甲烷化系统，其特征在于，包括碎煤气化工艺(1)、粉煤或者水煤浆气化工艺(2)、气气换热器Ⅰ(3)、绝热耐硫甲烷化反应器(4)、蒸汽过热器Ⅰ(5)、均温耐硫甲烷化反应器(6)、锅炉水预热器Ⅰ(7)、汽包Ⅰ(8)、气液分离器Ⅰ(9)、低温甲醇洗工艺(10)、气气换热器Ⅱ(11)、绝热甲烷化反应器(12)、蒸汽过热器Ⅱ(13)、气液分离器Ⅱ(14)、高温循环压缩机(15)、均温甲烷化反应器(16)、锅炉水预热器Ⅱ(17)、汽包Ⅱ(18)、汽液分离器Ⅲ(19)和水泵(20)；

备煤工段出口分别与碎煤气化工艺(1)入口和粉煤或者水煤浆气化工艺(2)入口相连接，碎煤气化工艺(1)出口和粉煤或者水煤浆气化工艺(2)出口合并后与气气换热器Ⅰ(3)的壳程入口相连，气气换热器Ⅰ(3)的壳程出口分别与绝热耐硫甲烷化反应器(4)入口和均温耐硫甲烷化反应器(6)管程入口相连，绝热耐硫甲烷化反应器(4)出口与蒸汽过热器Ⅰ(5)的壳程入口相连，蒸汽过热器Ⅰ(5)的壳程出口与气气换热器Ⅰ(3)管程入口相连接，气气换热器Ⅰ(3)管程出口与均温耐硫甲烷化反应器(6)管程入口相连接，均温耐硫甲烷化反应器(6)的管程出口与锅炉水预热器Ⅰ(7)壳程入口相连接，锅炉水预热器Ⅰ(7)壳程出口与气液分离器Ⅰ(9)入口相连接，气液分离器Ⅰ(9)上部的气相出口与低温甲醇洗工艺(10)入口相连接，低温甲醇洗工艺(10)管线出口和高温循环压缩机(15)出口管线合并后与气气换热器Ⅱ(11)管程入口相连接，气气换热器Ⅱ(11)管程的出口和中压蒸汽管线合并后与绝热甲烷化反应器(12)入口相连接，绝热甲烷化反应器(12)出口与蒸汽过热器Ⅱ(13)壳层入口相连接，蒸汽过热器Ⅱ(13)壳程出口分为两条支路，其中一条支路与均温甲烷化反应器(16)管程入口相连接，另一条支路与气气换热器Ⅱ(11)壳程入口相连接，气气换热器Ⅱ(11)壳程出口与气液分离器Ⅱ(14)入口相连接，气液分离器Ⅱ(14)上部气相出口与高温循环压缩机(15)入口相连接；均温甲烷化反应器(16)管程出口与锅炉水预热器Ⅱ(17)壳程入口相连接，锅炉水预热器Ⅱ(17)壳程出口与气液分离器Ⅲ(19)入口相连接，气液分离器Ⅲ(19)上部气相出口为合格的合成天然气；

锅炉水入口分别与锅炉水预热器Ⅰ(7)和锅炉水预热器Ⅱ(17)管程入口相连接，锅炉水预热器Ⅱ(17)管程出口与汽包Ⅱ(18)入口相连接，锅炉水预热器Ⅰ(7)管程出口与汽包Ⅰ(8)入口相连接；汽包Ⅰ(8)通过上升管和下降管与均温耐硫甲烷化反应器(6)的壳程建立水循环，汽包Ⅱ(18)通过上升管和下降管与均温甲烷化反应器(16)的壳程建立水循环；汽包Ⅰ(8)与汽包Ⅱ(18)的中压蒸汽出口连接至中压蒸汽管线，中压蒸汽管线出口包括四条支路，第一中压蒸汽支路和气气换热器Ⅱ(11)管程出口合并后通入到绝热甲烷化反应器(12)中，第二中压蒸汽支路与蒸汽过热器Ⅰ(5)管程入口相连，蒸汽过热器Ⅰ(5)管程出口与过饱和蒸汽主管线入口相连接，第三中压蒸汽支路与蒸汽过热器Ⅱ(13)管程入口相连，蒸汽过热器Ⅱ(13)管程出口与过饱和蒸汽主管线入口相连接，第四中压蒸汽支路与碎煤气化工艺(1)入口和粉煤或者水煤浆气化工艺(2)的入口相连；气液分离器Ⅰ(9)、气液分离器Ⅱ(14)和气液分离器Ⅲ(19)的冷凝液出口通过水泵(20)连接至循环水工段。

2.根据权利要求1所述的一种煤制天然气的耐硫甲烷化系统，其特征在于，绝热甲烷化反应器(12)内床层中部的甲烷化催化剂为HN-1，绝热耐硫甲烷化反应器(4)内床层中部的耐硫甲烷化催化剂为HN-3，床层上部和下部均装填有耐高温氧化铝瓷球。

3.根据权利要求2所述的一种煤制天然气的耐硫甲烷化系统，其特征在于，甲烷化催化剂HN-1和耐硫甲烷化催化剂HN-3均为异型四孔结构，且单个耐高温氧化铝瓷球的直径为5mm，耐高温氧化铝瓷球在床层上部和下部的填充高度均为100～200mm。