[发明专利]一种煤制天然气变换工艺系统

权利要求书

1.一种煤制天然气变换工艺系统，其特征在于包括如下部分：

粗煤气预热器、气气换热器、预变炉A、预变炉B、主变炉、中压蒸汽锅炉、中压蒸汽预热器、低压蒸汽锅炉、预冷器、闪蒸罐A、中间冷却器、闪蒸罐B及终冷器；

所述的粗煤气预热器的预热粗煤气出口通过管道与气气换热器的预热粗煤气入口相连接，气气换热器的粗煤气出口通过管道分别与预变炉A、预变炉B的粗煤气入口相连接，预变炉A与预变炉B的变换气出口气混合后通过管道与主变炉的变换气入口相连接，主变炉的变换气出口通过管道与气气换热器的变换气入口相连接，气气换热器的变换气出口通过管道与中压蒸汽锅炉的变换气入口相连接，中压蒸汽锅炉的变换气出口通过管道与粗煤气预热器的变换气入口相连接，粗煤气预热器的变换气出口分开两条管道，其中一条管道与中压蒸汽预热器的变换气入口相连接，另一条管道与低压蒸汽锅炉的变换气入口相连接；

所述的中压蒸汽预热器的变换气出口气、低压蒸汽锅炉的变换气出口气与未参加反应的粗煤气混合后通过管道与预冷器的顶部入口相连接，预冷器的底部出口通过管道与闪蒸罐A的变换气入口相连接，闪蒸罐A的变换气出口通过管道与中间冷却器的顶部入口相连接，中间冷却器的底部出口通过管道与闪蒸罐B的变换气入口相连接，闪蒸罐B的变换气出口通过管道与终冷器的变换气入口相连接；

所述的中压蒸汽预热器的中压锅炉给水出口通过管道与中压蒸汽锅炉的中压锅炉给水入口相连接；

所述的中间冷却器设有锅炉给水入口，终冷器设有循环冷却水入口、循环冷却水回水出口；

所述的中间冷却器的锅炉给水出口通过管道与预冷器的锅炉给水入口相连接，预冷器的锅炉给水出口分开三条管道，其中一条管道与中压蒸汽预热器的锅炉给水入口相连接，另一条管道与低压蒸汽锅炉的锅炉给水入口相连接，第三条管道为锅炉回水通道。

2.利用权利要求1所述的煤制天然气变换工艺系统的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)由气化单元来的原料气经过分流器进行分流：由气化单元来的原料气经过分流器分流，将原料气分流成两股，其中一股用于变换的原料气经过预热后进入预变炉；

(2)原料气经过粗煤气预热器和气气换热器加热后进行一氧化碳变换反应：经过分流器分流用于变换的原料气经过粗煤气预热器和气气换热器加热；所述的粗煤气预热器和气气换热器的热量来自于主变炉出口的高温变换气，经过预热后的原料气进入预变炉和主变炉进行反应；

(3)出主变炉的高温变换气预热原料气和副产蒸汽：将高温变换气的高温段用来预热原料气的高温段，高温变换气的中温段用来副产中压蒸汽，高温变换气的低温段用来预热原料气的低温段，混合后的原料气用来副产低压蒸汽；

(4)变换气的冷却：对于变换单元低于60℃无法回收的低温余热采用循环冷却水进行冷却到40℃，送至低温甲醇洗单元；

步骤(3)中所述的高温变换气的低温段用来预热原料气的低温段，混合后的原料气用来副产低压蒸汽，具体过程如下：经中压蒸汽锅炉降温后的变换气进入粗煤气预热器，与粗煤气换热后经分流器分成两股，一股送入中压蒸汽预热器，与锅炉给水换热；另一股送至低压蒸汽锅炉，与锅炉给水换热，并副产低压蒸汽；

步骤(4)中所述的变换气包括步骤(1)分流成的另一股原料气，步骤(3)中与锅炉给水换热后的两股变换气。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的原料气为粗煤气，粗煤气中CO含量为20％～35％，H₂的含量为12％～20％，H₂S的含量为0.05％以上。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的预变炉中进入预变炉的原料气比例为20％～35％。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的预变炉中控制入预变炉的温度为240～330℃。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的主变炉中出主变炉的温度为310～400℃。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述的预变炉和主变炉的操作压力为3.2～4.2MPa。