[发明专利]一种低温制取合成天然气的甲烷化方法

摘要

本发明提供了一种低温制取合成天然气的甲烷化方法，原料气与循环气混合后分为两路，其中一路混合气先加热达到甲烷化反应的起活温度，通入到列管反应器的管程中，与管程中的催化剂进行甲烷化反应，同时另一路混合气作为冷物料气通过冷激气套管直接与反应器管程中的催化剂接触，通过控制冷激气流量大小调节反应器床层热点温度防止床层飞温，其中甲烷化反应放出的热量通过列管反应器壳程中的循环水迅速移走；列管反应器后再串联一个绝热反应器进行补充甲烷化反应，以提高甲烷化深度，生产出合格的天然气产品。该低温甲烷化反应系统操作温度较低，彻底解决了甲烷化催化剂在高温下容易积碳和失活等问题，节能、高效且易操作。

主权项

1.一种低温制取合成天然气的甲烷化方法，其特征在于：来至系统入口的原料气与第一气液分离器(V103)出口的循环气在混合罐(V102)里充分混合，所述混合罐(V102)出口的混合气分成两路，其中一路气采用第一流量调节阀(FIQ101)调节流量至2200‑3200Nm3/h，通过气气换热器(E101)换热后温度达到120‑180℃，再通过第一电加热器(E201)加热将混合气温度提升到250℃‑300℃，通入到列管反应器(R1)中的管程中，与管程中的催化剂进行甲烷化反应，反应放出的热量通过壳程中的循环水迅速移走，维持反应器床层温度在350‑400℃；混合罐(V102)出口的另一路气作为冷激气，通过第二流量调节阀(FIQ102)调节流量至1000‑1500Nm3/h，通入到列管反应器(R1)管程中的冷激气套管中，其中冷激气套管位于列管反应器的管程中心位置，且冷激气套管外壁上下分布着开孔率不等的通气孔，温度接近于常温的冷激气通过冷激气套管外壁上的通气孔直接与管程中的催化剂相接触，以降低反应器床层的热点温度；所述列管反应器(R1)出口的反应气分为两路，其中一路混合气通过第一气液换热器(E102)后温度降低到60‑90℃，再通过循环压缩机(C101)增压、第一气液分离器(V103)分离冷凝后，在混合罐里(V102)与原料气充分混合；另一路混合气通过第二电加热器(E202)维持温度到250‑300℃通入到绝热反应器(R2)中，作为补充甲烷化反应，进行深度甲烷化；所述绝热反应器(R2)出口产品气温度为400‑450℃，经过气气换热器(E101)换热后温度降低到250‑350℃，再通过第二气液换热器(E103)将温度降低到60‑90℃，最后经过第二气液分离器(V104)分离得到甲烷含量为96‑98％且不含氮气的合成天然气SNG；所述第一气液分离器(V103)和第二气液分离器(V104)冷凝后的冷凝液汇集后送回至净化水工段，经过过滤、软化和汽提得到合格的脱盐水循环利用；所述脱盐水依次通过第二气液换热器(E103)、第一气液换热器(E102)换热后，通过补水管为汽包(V101)补水，维持汽包(V101)液位稳定，防止汽包干烧造成危险；所述汽包(V101)下部的沸腾水依靠重力作用通过下降管进入到列管反应器(R1)的壳程，与管程中的甲烷化反应放出的热量进行交换，换热后的沸腾水上升通过上升管进入到汽包(V101)的中上部，其中汽包(V101)产生的8‑10.0MPa中压蒸汽外送到其它工段。