一种甲烷化天然气制备系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种甲烷化天然气制备系统，包括原料进气管路，还包括初级甲烷化单元和精制甲烷化单元；在原料气管路沿进气方向依次设置第一换热器和第二换热器，第一换热器和第二换热器均用于对原料气进行预热；本方案可以及时的去除甲烷化过程产生的水分，并且对原料气管路的原始气体进行预热，避免原始气体与高温的循环气发生汽凝，影响甲烷化的反应。

A methanation natural gas preparation system

【技术实现步骤摘要】
一种甲烷化天然气制备系统
本技术涉及的是煤制天然气领域，尤其是一种甲烷化天然气制备系统。
技术介绍
甲烷化是在催化剂的作用下使煤气中的CO和CO2与H2反应生成CH4和水，在我国天然气藏量有限、产能不能满足需求的局面下，制SNG是对我国天然气资源的有效补充技术。目前甲烷化过程多采用三塔串联的方式，即三个反应器串联，在每个反应器的出口均设置一台废热锅炉，第一、二段反应器出口均串联一台废热锅炉，废热锅炉用于将转化反应过程释放的热量转移；第三个反应器产生的气体最后经过气水分离罐去除水分后，即获得甲烷（CH4）。这种工艺布置方式有诸多不足，1、没有对原始的气体进行预热，这样势必影响第一个反应器的甲烷化反应过程；2、只在最后出气的时候去除水分，这样会使甲烷化过程中产生的水汽一直存在，也会降低第二、三反应器的甲烷化反应。
技术实现思路
为了解决上述的问题，本技术提供了一种一种甲烷化天然气制备系统的技术方案，可以及时的去除甲烷化过程产生的水分，并且对原料气管路的原始气体进行预热，避免原始气体与高温的循环气发生汽凝，影响甲烷化的反应。本方案是通过如下技术实现的：一种甲烷化天然气制备系统，包括原料进气管路，还包括初级甲烷化单元和精制甲烷化单元；这样包括初级甲烷化单元，使原始气体进行甲烷化反应，为后续的精制甲烷化单元提供反应后的气体，精制甲烷化单元对获得的气体进一步反应，获得高浓度甲烷的气体。在原料气管路沿进气方向依次设置第一换热器和第二换热器，第一换热器和第二换热器均用于对原料气进行预热；这样即利于初级甲烷化单元的反应，也避免高温气体和低温气体相遇发生汽凝现象。初级甲烷化单元包括第一甲烷化反应器、第一废热锅炉、第二甲烷化反应器、第二废热锅炉，原料气管路分别与第一甲烷化反应器、第二甲烷化反应器的入口连接，第一甲烷化反应器通过第一废热锅炉与第二甲烷化反应器的入口连通，第二甲烷化反应器的出口通过第二废热锅炉与第一气水分离器的进气口连接；原始气管路与两个反应器均连接，这样可以给两个反应器均提供原始气体，而不是使用第一反应器接触所有的原始气体，如果使第一反应器接触过多的原始气体，则需要增大反应器的体积、需要更多的催化剂，显然于生产企业不利。精制甲烷化单元包括第三甲烷化反应器、第三废热锅炉、第四甲烷化反应器，第三甲烷化反应器的入口与第一气水分离器的出气口连接，第三甲烷化反应器的出口通过第三废热锅炉与第一换热器连接，第一换热器通过压缩机与第一甲烷化反应器的入口连接，第三废热锅炉与第四甲烷化反应器的入口连接，第四甲烷化反应器的出口与第二换热器连接，第二换热器的出口与第二气水分离器的进气口连接，第二气水分离器输出SNG产品气，第三甲烷化反应器产生的气体一部分通过压缩机进入第一甲烷化反应器，另一部分到达第四甲烷化反应器进行甲烷化反应后，获得甲烷气体，即SNG产品气，第一甲烷化反应器获得的气体含有原始气体和第三甲烷化反应器的气体，这样CO和CO2含量相对原始气体降低，因此不需要过多的催化剂。有液体排放管路，所述液体排放管路分别与第一气水分离器、第二气水分离器的排液口连接。两个气水分离器的水通过液体排放管路排出。原料气管路通过第一个三通阀与第二甲烷化反应器的入口连接，第一废热锅炉与第一个三通阀连接，在三通阀和原料气管路之间设置单向阀。单向阀避免气体回流到原料气管路中。原料气管通过第二个三通阀与第一甲烷化反应器连接，压缩机与第二个三通阀连接，在第二个三通阀和原料气管路之间设置第一个调节阀，在单向阀和原料气管路之间设置第二个调节阀。有两个调节阀，可以根据实际生产需要，调节原始气管路进入第一甲烷化反应器和第二甲烷化反应器的原始气体量。本技术的系统与传统的系统不同之处将原来的三级反应器改变为初级和精制两个单元，并且对原始气体进行预热，还将第三甲烷化反应器的气体作为循环气进入到第一甲烷化反应器中，这样不需要增加第一甲烷化反应器的体积和催化剂量。附图说明图1为本技术具体实施方式的结构示意图。图中1为第一换热器，2为第二换热器，3为第一甲烷化反应器，4为第一废热锅炉，5为第二甲烷化反应器，6为第二废热锅炉，7为第一气水分离器，8为第三甲烷化反应器，9为第三废热锅炉，10为第四甲烷化反应器，11为第四废热锅炉，12为第二气水分离器，13为压缩机，14为第一调节阀，15为第二调节阀，16为单向阀。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案做进一步的阐述。通过附图可以看出本方案的甲烷化天然气制备系统，包括原料进气管路、初级甲烷化单元和精制甲烷化单元；在原料气管路沿进气方向依次设置第一换热器1和第二换热器2，第一换热器1和第二换热器2均用于对原始气体进行预热；初级甲烷化单元包括第一甲烷化反应器3、第一废热锅炉4、第二甲烷化反应器5、第二废热锅炉6，原料气管路分别与第一甲烷化反应器3、第二甲烷化反应器5的入口连接，第一甲烷化反应器3通过第一废热锅炉4与第二甲烷化反应器5的入口连通，第二甲烷化反应器5的出口通过第二废热锅炉6与第一气水分离器7的进气口连接，精制甲烷化单元包括第三甲烷化反应器8、第三废热锅炉9、第四甲烷化反应器10，第三甲烷化反应器8的入口与第一气水分离器7的出气口连接，第三甲烷化反应器8的出口通过第三废热锅炉9与第一换热器1连接，第一换热器1通过压缩机14与第一甲烷化反应器3的入口连接，第三废热锅炉9与第四甲烷化反应器10的入口连接，第四甲烷化反应器10的出口与第二换热器2连接，第二换热器2的出口与第二气水分离器12的进气口连接，第二气水分离器12输出SNG产品气。有液体排放管路，所述液体排放管路分别与第一气水分离器7、第二气水分离器12的排液口连接。原料气管路通过第一个三通阀与第二甲烷化反应器5的入口连接，第一废热锅炉4与第一个三通阀连接，在三通阀和原料气管路之间设置单向阀16。原料气管通过第二个三通阀与第一甲烷化反应器3连接，压缩机13与第二个三通阀连接，在第二个三通阀和原料气管路之间设置第一个调节阀14，在单向阀16和原料气管路之间设置第二个调节阀15。以上所述仅为本技术的优选实例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲烷化天然气制备系统，包括原料进气管路，其特征是：/n还包括初级甲烷化单元和精制甲烷化单元；/n在原料气管路沿进气方向依次设置第一换热器和第二换热器，第一换热器和第二换热器均用于对原料气进行预热；/n初级甲烷化单元包括第一甲烷化反应器、第一废热锅炉、第二甲烷化反应器、第二废热锅炉，原料气管路分别与第一甲烷化反应器、第二甲烷化反应器的入口连接，第一甲烷化反应器通过第一废热锅炉与第二甲烷化反应器的入口连通，第二甲烷化反应器的出口通过第二废热锅炉与第一气水分离器的进气口连接；/n精制甲烷化单元包括第三甲烷化反应器、第三废热锅炉、第四甲烷化反应器，第三甲烷化反应器的入口与第一气水分离器的出气口连接，第三甲烷化反应器的出口通过第三废热锅炉与第一换热器连接，第一换热器通过压缩机与第一甲烷化反应器的入口连接，第三废热锅炉与第四甲烷化反应器的入口连接，第四甲烷化反应器的出口与第二换热器连接，第二换热器的出口与第二气水分离器的进气口连接，第二气水分离器输出SNG产品气。/n

【技术特征摘要】
1.一种甲烷化天然气制备系统，包括原料进气管路，其特征是：
还包括初级甲烷化单元和精制甲烷化单元；
在原料气管路沿进气方向依次设置第一换热器和第二换热器，第一换热器和第二换热器均用于对原料气进行预热；
初级甲烷化单元包括第一甲烷化反应器、第一废热锅炉、第二甲烷化反应器、第二废热锅炉，原料气管路分别与第一甲烷化反应器、第二甲烷化反应器的入口连接，第一甲烷化反应器通过第一废热锅炉与第二甲烷化反应器的入口连通，第二甲烷化反应器的出口通过第二废热锅炉与第一气水分离器的进气口连接；
精制甲烷化单元包括第三甲烷化反应器、第三废热锅炉、第四甲烷化反应器，第三甲烷化反应器的入口与第一气水分离器的出气口连接，第三甲烷化反应器的出口通过第三废热锅炉与第一换热器连接，第一换热器通过压缩机与第一甲烷化反应器的入口连接，第三废热锅炉与第四甲烷化反应器的入口连接，第四甲烷化反应器的出口与第二换热器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽丽，
申请(专利权)人：东营职业学院，
类型：新型
国别省市：山东;37