[发明专利]一种用合成气制代用天然气的工艺

权利要求书

1.一种用合成气制代用天然气的工艺，其特征在于包括下述步骤：

原料气经脱毒脱硫后换热并与来自第三甲烷化反应器的循环气混合后分为两股，其中第一股进入第一甲烷化反应器内进行甲烷化反应，控制进入第一甲烷化反应器内的第一股原料气的压力为2.0～5.5MpaG、温度为270～370℃；第一股原料气在第一甲烷化反应器内反应后所得到的高温第一合成气全部依次送入蒸汽过热器和第一废热锅炉换热后，送入第二甲烷化反应器进行进一步的甲烷化反应得到第二合成气；控制进入第二甲烷化反应器内的混合气的温度为230～330℃、压力为2.0～5.5MpaG；

所述的第二合成气换热后与第二股原料气混合一起送入第三甲烷化反应器，控制进入第三甲烷化反应器内的物料的温度为230～330℃、压力为2.0～5.5MpaG；

以所述原料气为基准计量，所述第二股原料气的体积流量为所述原料气的20～50％；

出第三甲烷化反应器的第三合成气经换热压缩后分为两股，其中一股作为循环气与所述的原料气混合，其余部分进入第四甲烷化反应器，使未反应的原料气合成为甲烷，得到可替代天然气的合成气，该合成气经换热、压缩后送出届区；

控制进入所述第四甲烷化反应器的第三合成气的压力为1.6～5.5MpaG、温度为200～300℃；

以所述的原料气为基准计量，所述循环气的体积流量为所述原料气的17～30％。

2.根据权利要求1所述的用合成气制代用天然气的工艺，其特征在于包括下述步骤：

所述的原料气首先进入气液分离罐进行气液分离，然后进入第一进料换热器与来自甲烷化换热器的第三合成气换热后送入脱硫槽脱除微量的硫组分；离开脱硫槽的原料气进入第二进料换热器中与来自所述第三甲烷化反应器的所述第三合成气换热至300～320℃送出，与来自循环气压缩机压缩后的循环气混合后分为两股，其中第一股进入第一甲烷化反应器，第二股与来自第二甲烷化反应器的第二合成气混合进入第三甲烷化反应器；

出第一废热锅炉的所述第一合成气进入第二锅炉水预热器与锅炉水换热后送入所述的第二甲烷化反应器；

出第二甲烷化反应器的第二合成气首先进入第二废锅与来自汽包的高压锅炉水换热，然后进入循环气换热器与来自循环气压缩机的循环气换热后，再与所述的第二股原料气混合一起送入所述的第三甲烷化反应器；

出所述第三甲烷化反应器的第三合成气进入第二进料换热器与原料气换热后进入高压废锅与来自汽包的高压锅炉水，然后进入甲烷化换热器换热后再送去所述的第一进料换热器，与所述的原料气换热后送入甲烷分离器分离出甲烷，其余部分送入甲烷化换热器与来自第二进料换热器的所述循环气换热后送入第四甲烷化反应器；

在第四甲烷化反应器的出口得到压力为1.5～5.5MpaG、温度：335～435℃的合成天然气，所述的合成天然气依次进入第二锅炉水换热器换热、第一脱盐水预热器换热、产品冷却器冷却分水后送入天然气压缩机，压缩至界区所需压力后再经冷却和气液分离，作为合格产品输送到界区外。

3.根据权利要求1或2所述的用合成气制代用天然气的工艺，其特征在于所述的第一甲烷化反应器、所述的蒸汽过热器和所述的第一废热锅炉设置在同一个壳体内；其中，所述的第一甲烷化反应器包括触媒层和设置在触媒层下方的气体收集器，所述气体收集器的出口通过导管连接所述蒸汽过热器和第一废热锅炉的气体通道的入口；所述导管上设有冷却装置；

所述的蒸汽过热器和所述的第一废热锅炉通过膨胀节相连接，所述气体通道的出口连通所述壳体的出口；所述蒸汽过热器和所述的第一废热锅炉悬挂在所述的壳体内并且均与所述壳体的侧壁间隔有间隙；

蒸汽过热器和第一废热锅炉的冷却介质通道的两端分别连接各自对应的上集箱和下集箱，各所述的上集箱分别通过多根排出管道与外界连接，各所述的下集箱分别通过多根进入管道与外界设备相连接，各所述的排出管道和各所述的进入管道穿过所述的壳体侧壁盘绕在各自对应的蒸汽过热器和第一废热锅炉上，各所述的排出管道的出口和各所述的进入管道的入口均外露于所述的壳体外，蒸汽过热器和第一废热锅炉分别通过各自对应的排出管道和进入管道与所述壳体侧壁之间的连接从而悬挂在所述壳体内。