一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，属于合成气制备技术领域，包括转化炉，所述转化炉采用内置于催化剂床层的电加热管，避免了传统转化炉需要燃烧部分合成气来提供反应热量的问题。所述转化炉内设置上、下两段催化剂床层，所述转化炉顶部连接有顶部进气管，所述转化炉中部连接有中部进气管。原料二氧化碳全部由顶部进气管进料，原料甲烷分别由顶部进气管和中部进气管进料，解决了传统技术中甲烷顶部一次进料在顶部浓度过高发生析碳反应的问题。度过高发生析碳反应的问题。度过高发生析碳反应的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统


[0001]本技术属于合成气制备
，具体涉及一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统。

技术介绍

[0002]合成气(CO+H2)用于生产多种化工产品，如甲醇、乙二醇、醋酸等，合成气制备广泛运用于化学工业。现有合成气制备工艺主要有甲烷蒸汽转化、油气化、煤气化等技术，其合成气中的碳元素都来自化石能源(天然气、石油、煤炭)，导致大量的化石能源消耗，并最终形成碳排放，产生大气温室效应。
[0003]现有甲烷蒸汽转化制合成气技术主要采用燃烧燃料气为甲烷蒸汽转化提供热量，油气化、煤气化则是采用部分燃烧原料的方式为转化反应提供热量，原料利用率偏低。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，解决现有技术中采用燃烧燃料气为甲烷蒸汽转化提供热量，油气化、煤气化则是采用部分燃烧原料的方式为转化反应提供热量，原料利用率偏低的技术问题。
[0005]本技术公开了一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，包括转化炉，所述转化炉内设置有催化剂床层，所述催化剂床层内均布多组电加热管。
[0006]通过设置电加热管，不采用燃烧方式提供转化反应热，可以实现燃料零消耗和烟气零排放。
[0007]进一步的，所述电加热管周围预留有膨胀空间。
[0008]进一步的，所述转化炉顶部连接有顶部进气管，所述转化炉中部连接有中部进气管。
[0009]工作原理：CO2和甲烷混合从顶部进气管进入转化炉，顶部进入的CO2与甲烷混合气从上至下进入上部催化剂床层(催化剂装填于电加热管外)进行CO2甲烷转化反应生成合成气，然后再将另一股甲烷从中部进气管通入转化炉，从上部催化剂床层出来的合成气与从中部进入的原料甲烷混合后进入下部催化剂床层(催化剂装填于电加热管外)继续进行CO2甲烷转化反应。下部床层送出的合成气经转化炉下部集气器收集后送出转化炉。通过设置顶部进气管和中部进气管，能够将甲烷分成两股通入转化炉，解决了传统技术中甲烷在顶部浓度过高发生析碳反应，影响转化炉正常工作。
[0010]进一步的，催化剂床层为两段，两段所述催化剂床层被所述中部进气管分隔开。
[0011]进一步的，所述顶部进气管连接有甲烷原料管，所述中部进气管与所述甲烷原料管连通。
[0012]通过将顶部进气管和中部进气管与甲烷原料管连通，可以将同一甲烷原料分成两股添加到转化炉中，不需要使用不同的甲烷原料。
[0013]进一步的，所述甲烷原料管上设置有甲烷预热器。
[0014]通过设置甲烷预热器，就可以把甲烷原料预热到350℃，便于下一工序的进行。
[0015]进一步的，所述甲烷预热器下游的甲烷原料管上设置有脱硫槽。
[0016]通过设置脱硫槽，能够对预热后的甲烷原料进行精脱硫。
[0017]进一步的，所述脱硫槽下游的甲烷原料管上设置有甲烷加热器。
[0018]通过设置甲烷加热器，能够将脱硫后的甲烷加热到550℃，550℃的甲烷分别从顶部进气管和中部进气管进入转化炉。
[0019]进一步的，所述顶部进气管还连接有用于传输二氧化碳的二氧化碳进气管。
[0020]通过设置二氧化碳进气管，能够将甲烷原料和二氧化碳原料混合后通入到转化炉内。
[0021]进一步的，所述二氧化碳进气管上设置有二氧化碳加热器。
[0022]通过设置二氧化碳加热器，能够先对二氧化碳进行加热，避免二氧化碳与甲烷混合后温度过低，影响反应的进行。
[0023]进一步的，所述转化炉顶部和中部分别设置有气体分布器。
[0024]通过设置气体分布器，能够将通入的原料均匀分布到催化剂床层上，便于反应的进行。
[0025]进一步的，所述转化炉为冷壁炉。
[0026]通过设置转化炉为冷壁炉，能够解决设备高温选材问题。
[0027]本技术的有益效果为：
[0028]1.通过设置电加热管，不采用燃烧方式提供转化反应热，可以实现燃料零消耗和烟气零排放；
[0029]2.通过设置顶部进气管和中部进气管，能够将甲烷分成两股通入转化炉，解决了传统技术中甲烷在顶部浓度过高发生析碳反应，影响转化炉正常工作；
[0030]3.通过将顶部进气管和中部进气管与甲烷原料管连通，可以将同一甲烷原料分成两股添加到转化炉中，不需要使用不同的甲烷原料；
[0031]4.通过设置甲烷预热器，就可以把甲烷原料预热到350℃，便于下一工序的进行；
[0032]5.通过设置二氧化碳进气管，能够将甲烷原料和二氧化碳原料混合后通入到转化炉内；
[0033]6.通过设置二氧化碳加热器，能够先对二氧化碳进行加热，避免二氧化碳与甲烷混合后温度过低，影响反应的进行；
[0034]7.通过设置气体分布器，能够将通入的原料均匀分布到催化剂床层上，便于反应的进行；
[0035]8.通过设置转化炉为冷壁炉，能够解决设备高温选材问题。
附图说明
[0036]图1为本技术合成器生产系统结构示意图。
[0037]图中：1
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转化炉，2
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催化剂床层，3
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顶部进气管，4
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中部进气管，5
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甲烷原料管，6
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甲烷预热器，7
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脱硫槽，8
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甲烷加热器，9
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二氧化碳进气管，10
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二氧化碳加热器，11
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电加热管，12
‑
气体分布器。
具体实施方式
[0038]需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0039]实施例1
[0040]一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，其具体结构如图1所示，包括转化炉1，所述转化炉1内设置有催化剂床层2，所述催化剂床层2内均布多组电加热管11，所述电加热管11周围预留有膨胀空间。
[0041]通过设置电加热管11，不采用燃烧方式提供转化反应热，可以实现燃料零消耗和烟气零排放。
[0042]实施例2：
[0043]在本实施方式作为本技术的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进，所述转化炉1顶部连接有顶部进气管3，所述转化炉1中部连接有中部进气管4，催化剂床层2为两段，两段所述催化剂床层2被所述中部进气管4分隔开。
[0044]工作原理：CO2和甲烷混合从顶部进气管3进入转化炉1，顶部进入的CO2与甲烷混合气从上至下进入上部催化剂床层2(催化剂装填于电加热管11外)进行CO2甲烷转化反应生成合成气，然后再将另一股甲烷从中部进气管4通入转化炉1，从上部催化剂床层2出来的合成气与从中部进入的原料甲烷混合后进入下部催化剂床层2(催化剂装填于电加热管11外)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，包括转化炉(1)，其特征在于，所述转化炉(1)内设置有催化剂床层(2)，所述催化剂床层(2)内均布多组电加热管(11)。2.根据权利要求1所述的一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，其特征在于，所述电加热管(11)周围预留有膨胀空间。3.根据权利要求1所述的一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，其特征在于，所述转化炉(1)顶部连接有顶部进气管(3)，所述转化炉(1)中部连接有中部进气管(4)。4.根据权利要求3所述的一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，其特征在于，所述顶部进气管(3)连接有甲烷原料管(5)，所述中部进气管(4)与所述甲烷原料管(5)连通。5.根据权利要求4所述的一种以甲烷和二氧化碳为原料的合成气生产系统，其特征在于，所述甲烷原料管(5)上设置有甲烷预热器(6)。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明灿，唐卫新，聂李红，任文珂，周芳，王涛，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：新型
国别省市：