[发明专利]一种用于煤制天然气的变换装置及变换方法

说明书

本发明公开了一种用于煤制天然气的变换装置及变换方法，该装置包括：依次连接的原料过滤器、复合式变换反应器、锅炉给水预热器、除盐水预热器、水冷器和气液分离器；所述复合式变换反应器内的上部为等温催化剂床层，下部为绝热固定催化剂床层，中部为缠绕式换热管，所述原料过滤器的出口与所述缠绕式换热管的入口相连接，所述缠绕式换热管的出口与所述等温催化剂床层的入口相连，所述绝热固定催化剂床层的出口与锅炉给水预热器连接。本发明的方案减少了变换反应器的设置，减少了压力降，有效简化了换热流程及设备占地。

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，更具体地，涉及一种用于煤制天然气的变换装置及变换方法。

背景技术

变换装置是煤制天然气工艺流程中重要的环节，主要作用是根据下游装置的需要调整氢碳比例。现有变换装置绝大部分采用多段绝热固定床反应器，并设置多台换热器回收反应热量，流程繁琐，装置压力降增加，加大了下游净化装置和天然气压缩的能耗和成本。

因此，有必要提供一种用于煤制天然气的变换装置及变换方法，能克服现有技术中的缺点，简化流程、减少变换反应器和换热器的设置。

发明内容

本发明的目的是解决当前变换装置和工艺存在的问题，通过结合绝热固定床反应器、等温反应器、缠绕式换热管的特点及优势，简化了流程，加深反应平衡，减少变换反应器、换热器的设置。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面提供一种用于煤制天然气的变换装置，该装置包括：

依次连接的原料过滤器、复合式变换反应器、锅炉给水预热器、除盐水预热器、水冷器和气液分离器；

所述复合式变换反应器内的上部为等温催化剂床层，下部为绝热固定催化剂床层，中部为缠绕式换热管，

所述原料过滤器的出口与所述缠绕式换热管的入口相连接，所述缠绕式换热管的出口与所述等温催化剂床层的入口相连，所述绝热固定催化剂床层的出口与锅炉给水预热器连接。

根据本发明的另一方面提供一种采用本发明的变换装置的变换方法，该变换方法包括如下步骤：

原料气过滤：原料气经过原料过滤器过滤后分为第一部分原料气和第二部分原料气；

第一变换反应：所述第一部分原料气通过所述缠绕式换热管换热升温后进入所述等温催化剂床层发生第一变换反应，形成高温气并发生中压蒸汽；

第二变换反应：所述高温气通过所述缠绕式换热管换热降温后进入所述绝热固定催化剂床层发生第二变换反应；

生成产品气：经过所述第二变换反应的高温气通过所述锅炉给水预热器放热后与第二部分原料气混合，然后依次通过所述除盐水预热器、水冷器和气液分离器，获得产品气。

本发明的技术方案具有如下有益效果：

(1)用于煤制天然气的变换反应器集成了绝热固定催化剂床层、缠绕式换热管及等温变换催化剂床层，有效简化了换热流程及设备占地；

(2)因为采用了列管式等温变换催化剂床层，利于加大变换反应平衡深度，进一步减少变换反应器的设置，减少了压力降；

上述的所有优点使得本发明与传统技术方法比较，具有更高的经济效益，更低的综合能耗，更小的设备尺寸。本发明尤其适用于煤气化合成气制取替代天然气的变换装置。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的变换方法的变换工艺流程图。