[实用新型]一种末级采用等温反应器的无循环甲烷化系统

说明书

本实用新型提供了一种末级采用等温反应器的无循环甲烷化系统。该系统包括：沿原料气的流向依次设置且连接的配气甲烷化反应单元和补充甲烷化反应单元；补充甲烷化反应单元包括等温反应器，等温反应器为管壳式结构，等温反应器包括壳体及列管，列管内装填有甲烷化催化剂，补充甲烷化反应单元还包括在反应过程中持续对等温反应器的列管进行降温的降温单元。该系统可以在反应过程中持续对等温反应器的列管进行降温，降低末级反应器的平衡温度，推动化学反应正向进行。降低了列管内甲烷化反应的平衡温度，提高了CO、CO2及H2的转化率，提高了合成天然气产品中CH4的含量及合成天然气的热值，使产品质量更稳定易控。

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种末级采用等温反应器的无循环甲烷化系统。

背景技术

目前，甲烷化工艺，是指合成气中CO、CO2和H2在一定的温度、压力及催化剂的作用下，进行化学反应生成甲烷的过程。甲烷化反应是分子量显著减小的化学反应，同时也是一种强放热反应，在通常的合成气体组份下，每一个百分点的CO甲烷化可产生74℃的绝热温升，每一个百分点的CO2甲烷化可产生60℃的绝热温升。目前的甲烷化工艺，产品中CH4的含量低，合成天然气的热值低。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种末级采用等温反应器的无循环甲烷化系统，以使产品质量更稳定易控。

为了解决上述技术问题中的至少一个，本实用新型提供了以下技术方案：

一种末级采用等温反应器的无循环甲烷化系统，包括：沿原料气的流向依次设置且连接的配气甲烷化反应单元和补充甲烷化反应单元；补充甲烷化反应单元包括等温反应器，等温反应器为管壳式结构，等温反应器包括壳体及列管，列管内装填有甲烷化催化剂，补充甲烷化反应单元还包括在反应过程中持续对等温反应器的列管进行降温的降温单元。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，配气甲烷化反应单元包括2～4级串联的高温固定床绝热反应器。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，以富H2气和富CO气为原料生产合成天然气(SNG)，其中富H2气一次性通入配气甲烷化反应单元第1级高温固定床绝热反应器的入口，富CO气则分别通入配气甲烷化反应单元各级高温固定床绝热反应器的入口。且富H2气和富CO气的总氢碳比符合甲烷合成反应的化学计量比。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，补充甲烷化反应单元还包括串联于高温固定床绝热反应器和等温反应器之间的中低温固定床绝热反应器组；中低温固定床绝热反应器组包括0～2级串联的中低温固定床绝热反应器。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，降温单元包括汽包，汽包具有锅炉水进水管道和蒸汽排出管道以及安装于蒸汽排出管道的压力控制阀，汽包通过第一锅炉水管道和第二锅炉水管道与等温反应器的壳程连通，以形成换热回路。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，第一锅炉水管道的一端与等温反应器的顶部连接且与壳程连通；第二锅炉水管道的一端与等温反应器的底部连接且与壳程连通。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，合成气管道连接于等温反应器的顶部并与列管连通，工艺气管道连接于等温反应器的底部并与列管连通。

进一步地，在本实用新型的可选实施例中，等温反应器的壳体内设置有多个列管，多个列管并排设置，等温反应器的顶部设置有合成气管道连通的气体分布器，等温反应器的底部设置有气体收集器。