天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝，其包括下述步驟：將天然氣分為兩股，第一股天然氣與中壓蒸汽和第一股CO2氣體混合并換熱后進入一段轉化爐進行轉化；第二股天然氣與一段轉化爐的出口轉化氣混合后送往二段轉化爐繼續(xù)反應；二段轉化爐的出口轉化氣依次分離出冷凝液和CO2后送至下游；分離出的CO2壓縮后分為兩股，第二股CO2氣體換熱后與中壓蒸汽混合并過濾掉微小顆粒后，再與純氧混合，控制第二混合器中氧氣的摩爾濃度為20%～35%（臨氧狀態(tài)？富氧大于等于23%，臨氧小于23%？兩者不符），送至一段轉化爐對流段換熱后進入二段轉化爐與轉化氣一起燃燒，提供二段轉化爐反應所需熱量。本發(fā)明解決了常規(guī)天然氣蒸汽轉化生產(chǎn)的合成氣中H2/CO比值偏高，不滿足羰基合成氣氫碳比要求的問題。
【專利說明】天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及到化工合成領域，具體指一種天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝。
【背景技術】
[0002]天然氣是一種優(yōu)質清潔能源，硫含量低，污染小，以天然氣為原料生產(chǎn)氫氣、甲醇、乙二醇、合成氨、合成油等產(chǎn)品在世界上得到廣泛應用。天然氣作為化工原料，特點是氫多碳少，常規(guī)天然氣蒸汽轉化生產(chǎn)的合成氣中H2/C0 (摩爾比)一般在5左右，針對這一特點，根據(jù)不同產(chǎn)品對合成氣中H2/C0的要求不同，衍生出了各種不同的烴類蒸汽轉化技術。
[0003]目前，以天然氣為原料采用蒸汽轉化工藝生產(chǎn)氫氣、甲醇等產(chǎn)品的工藝技術主要有:天然氣一段蒸汽轉化工藝和預轉化+—段蒸汽轉化工藝主要用于生產(chǎn)氫氣。天然氣一段蒸汽轉化+空氣(或富氧空氣)二段轉化工藝主要用于生產(chǎn)氨合成氣，氨合成氣的有效成分為H2和N2，通過在二段轉化爐內燃燒空氣，補充合成氨所需要的N2,同時提供二段轉化爐深度反應所需要的熱量。甲醇合成氣的有效成分為H2、C0和C02，以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇合成氣的工藝技術較多，主要有:換熱式一段轉化+純氧二段轉化工藝；外熱式一段轉化+純氧二段轉化工藝；換熱式一段轉化+外熱式一段轉化+純氧二段轉化各種組合式轉化工藝。生產(chǎn)乙二醇、丁辛醇、合成油等產(chǎn)品所需的合成氣有效成分為H2和CO，簡稱為羰基合成氣，H2/C0通常為2.0~2.8左右。主要工藝技術有:在天然氣等含烴原料中加入蒸汽和CO2，通過一段蒸汽轉化得到含有H2、CO、CO2和少量甲烷的轉化氣，分離出轉化氣中的H2和CO即得到羰基合成氣。
[0004](I)如申請?zhí)枮?00410030875.2的中國發(fā)明專利申請所公開的《以焦爐氣為原料
制備甲醇合成氣的方法》，其工藝流程設置為:一臺換熱式一段轉化爐串聯(lián)一臺純氧二段轉化爐。
[0005]技術特點:經(jīng)過預處理的原料氣進入換熱式一段轉化爐進行烴類蒸汽轉化反應，一段轉化爐出口轉化氣與預熱后的純氧一起進入絕熱式二段轉化爐中，在非催化區(qū)發(fā)生燃燒反應，提供甲烷深度轉化反應所需的熱量，二段轉化爐出口高溫轉化氣進入換熱式一段轉化爐內進行換熱，提供一段轉化爐反應所需的熱量。該工藝主要用于生產(chǎn)甲醇合成氣，甲醇合成氣的有效成分為h2、CO和CO2,因此，二段轉化爐出口轉化氣只需要經(jīng)過廢鍋回收熱量，冷卻分離冷凝液后即得到甲醇合成氣。
[0006]該工藝的缺點:采用換熱式一段轉化，利用二段轉化爐出口高溫轉化氣加熱換熱式一段轉化爐轉化管，提供換熱式一段轉化反應所需的熱量，雖然可以降低燃料消耗，但是，由于換熱式一段轉化爐設備大型化制造難度大，投資高，因此，目前換熱式一段轉化爐串二段轉化爐技術多用在十萬噸以下的合成甲醇或合成氨等中小型裝置上。
[0007] (2)如申請?zhí)枮?00510080280.2的中國發(fā)明專利申請所公開的《烴類蒸汽換熱式并聯(lián)轉化制備CO和合成氣及甲醇的方法》，其工藝流程設置為:一臺外熱式一段轉化爐并聯(lián)兩臺換熱式轉化爐再串聯(lián)兩臺并聯(lián)操作的二段轉化爐；[0008]技術特點:該工藝由一臺外熱式一段轉化爐與兩臺換熱式一段轉化爐并聯(lián)，共同進行烴類蒸汽轉化反應，從一段轉化爐出來的轉化氣進入兩臺并聯(lián)的二段轉化爐進行甲烷深度轉化，在兩臺并聯(lián)的二段轉化爐內分別補加氧氣和co2。在二段轉化爐內補加CO2的目的是為了調節(jié)H2和CO的比值。所需的CO2從外熱式一段轉化爐的煙氣中回收得到。為了得到部分CO產(chǎn)品氣，在二段轉化爐下游還設置了專門的CO分離裝置。該工藝主要用于生產(chǎn)CO和甲醇合成氣。
[0009]該工藝的缺點:通過將外熱式一段轉化爐與換熱式一段轉化爐并聯(lián)，雖然能將裝置的生產(chǎn)規(guī)模擴大，但裝置的流程設置過于復雜，裝置投資高，操作和維護費用也增加。
[0010](3)如申請?zhí)枮?00510080279.X的中國發(fā)明專利申請所公開的《一種烴類蒸汽轉化制備CO和合成氣及甲醇的方法》，其工藝流程設置為:一臺換熱式一段轉化爐串聯(lián)一臺二段轉化爐。
[0011]技術特點:經(jīng)過預處理的原料氣進入換熱式一段轉化爐進行烴類蒸汽轉化反應，一段轉化爐出口轉化氣與預熱后的純氧一起進入絕熱式二段轉化爐中，在非催化區(qū)發(fā)生燃燒反應，提供甲烷深度轉化反應所需的熱量，二段轉化爐出口轉化氣進入換熱式一段轉化爐內，提供一段轉化爐反應所需的熱量。該工藝設有專門的加熱爐，用來加熱原料氣、氧氣、0)2和蒸汽。為了得到部分CO產(chǎn)品氣，在二段轉化爐下游還設置了 CO分離裝置。該工藝主要用于生產(chǎn)CO和甲醇合成氣。
[0012]該工藝的缺點:采用換熱式一段轉化爐，同樣無法解決裝置大型化的問題。
[0013](4)如申請?zhí)枮?00410006335.0的中國發(fā)明專利申請所公開的《一種甲醇合成氣制造工藝方法》，其工藝流程設置為:一臺外熱式一段轉化爐并聯(lián)一臺換熱式一段轉化爐再
串聯(lián)一臺純氧二段轉化爐。
[0014]技術特點:該工藝由一臺外熱式一段轉化爐與一臺換熱式一段轉化爐并聯(lián)操作，共同進行烴類蒸汽轉化反應，從一段轉化爐出來的轉化氣進入二段轉化爐進行甲烷深度轉化，在二段轉化爐內補加氧氣和CO2。在二段轉化爐內補加CO2的目的是為了調節(jié)H2和CO的比值。所需的CO2從外熱式一段轉化爐的煙氣中回收得到。該工藝主要用于生產(chǎn)甲醇合成氣。
[0015]該工藝的缺點:通過將外熱式一段轉化爐與換熱式一段轉化爐并聯(lián)，雖然能將裝置的生產(chǎn)規(guī)模擴大，但裝置的流程設置復雜，裝置投資高，操作和維護費用也增加。
[0016](5)如申請?zhí)枮?00510080278.5的中國發(fā)明專利申請所公開的《一種烴類蒸汽換熱式轉化制備CO和合成氣及甲醇的方法》，其工藝流程設置為:一臺外熱式一段轉化爐并
聯(lián)一臺換熱式一段轉化爐再串聯(lián)一臺純氧二段轉化爐。
[0017]技術特點:該工藝與上述第4種工藝《一種甲醇合成氣制造工藝方法》流程設置基本相當，不同之處在于:該工藝在二段轉化爐下游增加了專門的CO分離裝置，可同時生產(chǎn)CO和甲醇合成氣。
[0018]該工藝的缺點:流程設置復雜，裝置投資高。
[0019](6)如申請?zhí)枮? 00410006002.8的中國發(fā)明專利申請所公開的《一種利用烴類和
水蒸汽轉化制取甲醇合成氣的工藝方法》，其工藝流程設置為:一段轉化爐串聯(lián)純氧二段轉化爐。
[0020]技術特點:原料氣進入一段轉化爐進行烴類蒸汽轉化反應，在一段轉化爐出口轉化氣中補加一定量的CO2，與純氧一起進入二段轉化爐內進行烴類深度轉化反應。所需的CO2從一段轉化爐的煙氣中回收得到。該工藝主要用于生產(chǎn)甲醇合成氣。
[0021](7)如申請?zhí)枮?00510080285.5的中國發(fā)明專利申請所公開的《一種烴類蒸汽組合式轉化制備CO和合成氣及甲醇的方法》，其工藝流程設置為:該工藝由兩個系列組成，一個系列由一臺外熱式一段轉化爐與一臺換熱式一段轉化爐并聯(lián)操作，再與一臺純氧二段轉化爐串聯(lián)構成，另一個系列由一臺換熱式一段轉化爐與一臺純氧二段轉化爐串聯(lián)構成。
[0022]技術特點:其中一個系列二段轉化爐下游設有CO分離裝置，兩個系列組合可同時生產(chǎn)甲醇合成氣和甲醇羰基合成醋酸。
[0023]該工藝的缺點:流程設置過于復雜，裝置投資高，生產(chǎn)和維護費用高。
[0024](8)如申請?zhí)枮?0111252.X的中國發(fā)明專利申請所公開的《一種烴和二氧化碳蒸汽轉化制備羰基合成氣的方法》，其技術特點為:在原料烴中加入蒸汽和CO2，通過一段蒸汽轉化得到含有H2、C0、CO2和少量甲烷的轉化氣，分離出轉化氣中的H2和CO即得到羰基合成氣，剩余氣體全部返回轉化爐入口循環(huán)使用。

【發(fā)明內容】

[0025]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀提供一種天然氣純氧配CO2和水蒸汽二段轉化生產(chǎn)羰基合成氣(h2+co)工藝，以解決常規(guī)天然氣蒸汽轉化生產(chǎn)的合成氣中h2/co比值偏高，不滿足羰基合成氣氫碳比要求的問題；同時，針對目前一段轉化+ 二段轉化工藝主要用于生產(chǎn)甲醇合成氣、氨合成氣的現(xiàn)狀，提供一種一段轉化+ 二段轉化生產(chǎn)羰基合成氣的工藝。
[0026]本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為:該天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝，其特征在于包括下述步驟:
[0027]來自加氫脫硫單元溫度為360~380°C的天然氣分為兩股，第一股天然氣和第二股天然氣的流量比為70-80:30-20 ；
[0028]第一股天然氣與來自界區(qū)溫度為320~400°C的中壓蒸汽混合，水碳比為3.0~
3.5，再補入來自CO2壓縮機的壓力為3.5~4.0MPa(G)的第一股CO2氣體，形成混合原料氣;
[0029]混合原料氣經(jīng)一段轉化爐對流段的混合原料氣加熱盤管預熱到450~550°C后，從頂部進入一段轉化爐內進行轉化反應；一段轉化爐反應所需的熱量由燃料氣與空氣的燃燒提供；
[0030]第二股天然氣與一段轉化爐的出口轉化氣混合后，送往二段轉化爐繼續(xù)反應；
[0031]二段轉化爐出口轉化氣經(jīng)冷卻分液系統(tǒng)冷卻并分離出冷凝液后進入脫碳系統(tǒng)，在脫碳系統(tǒng)中分離出CO2 ；
[0032]分離CO2后的合成氣壓力為2.5~3.0MPa(G)，主要成分為H2和CO，H2與CO的摩爾比為2.0~2.8，通過管線送往下游羰基合成裝置；
[0033] 從脫碳系統(tǒng)分尚出來的CO2經(jīng)CO2壓縮機升壓至3.5~4.0MPa(G)后分為兩股，其
中第一股CO2氣體與第一股天然氣混合；
[0034]第二股CO2氣體進入CO2加熱器與來自界區(qū)溫度為320~400°C的中壓蒸汽換熱至230~240°C后，送入第一混合氣混合器，與來自界區(qū)溫度為320~400°C的中壓蒸汽在第一混合器中混合，控制第一混合器中CO2/蒸汽的摩爾比為1.20~1.30 ;
[0035]所述第一股CO2氣體與第二股CO2氣體的流量比為5-20:80-95 ；
[0036]出第一混合器的混合氣經(jīng)精密過濾器過濾掉微小顆粒后，與來自空分裝置的純氧在第二混合器中混合，控制第二混合器中氧氣的摩爾濃度為20%~35%，然后進入一段轉化爐對流段氧氣蒸汽預熱盤管加熱至400~450°C后送入二段轉化爐，在二段轉化爐內與來自一段轉化爐的轉化氣進行燃燒，提供二段轉化爐內天然氣深度轉化反應所需的熱量；控制二段轉化爐出口甲烷含量控制在0.1%~0.5% ；
[0037]所述一段 轉化爐為頂燒箱式轉化爐，所述二段轉化爐為純氧轉化爐。
[0038]較好的，所述精密過濾器的過濾精度為3~5um。
[0039]為了方便自動化控制，還可以在所述第二混合器的出口管線上設有自控切斷閥、自控放空閥和用于檢測管線內氧氣濃度的氧氣濃度指示器，所述自控切斷閥、自控放空閥和氧氣濃度指示器均連接DCS系統(tǒng)。
[0040]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有下述優(yōu)點:
[0041]1、本發(fā)明采用頂燒方箱式一段轉化爐+純氧配CO2 二段轉化爐生產(chǎn)羰基合成氣，裝置易于大型化，且流程設置簡單。
[0042]2、本發(fā)明將脫碳系統(tǒng)分離出來的CO2利用壓縮機升壓后返回上游，分別補加在一段轉化爐和二段轉化爐進口作為原料氣使用，可以減少CO2的排放。在二段轉化爐進口補加一定量的CO2，利用CO2和H2在高溫下的逆變換反應，增加CO的產(chǎn)量，控制二段轉化爐出口H2和CO的比值，對裝置節(jié)能十分有利。在一段轉化爐進口補加少量CO2還可以有效防止一段轉化爐在降低水碳比操作時所導致的轉化催化劑結碳；其次，通過控制補加的CO2量可以調節(jié)一段轉化爐出口的h2/co比值，有利于二段轉化爐出口最終的h2/co比值控制，增加了裝置操作的靈活性。
[0043]3、目前，無論是生產(chǎn)甲醇合成氣，還是同時生產(chǎn)CO和甲醇合成氣，補入二段轉化爐的CO2均是從外熱式一段轉化爐的煙氣中分離得到，需要單獨上一套CO2分離裝置。本發(fā)明利用脫碳系統(tǒng)將二段轉化爐出口轉化氣中的CO2分離出來，在對轉化氣進行凈化的同時，得到原料氣CO2，可以節(jié)省一套專門的CO2分離裝置，降低裝投資。
[0044]3、本發(fā)明將CO2先與純氧和蒸汽混合，經(jīng)一段轉化爐加熱盤管預熱后再送入二段爐，而不是按照傳統(tǒng)工藝將CO2補加在一段轉化爐出口轉化氣中，是為了降低混合氣中的氧氣濃度，控制混合氣中的氧氣摩爾濃度為20%~35%。根據(jù)規(guī)范，當混合氣中氧氣濃度(35%，可以按照碳鋼選材。因此，用于加熱混合氣的加熱盤管及其出口管線可以按照碳鋼或低合金鋼選材，而不用按照純氧工況選用價格昂貴的不銹鋼；大大節(jié)約了設備投資。
[0045]4、本發(fā)明的優(yōu)選方案中在氧氣、CO2與蒸汽三種介質混合器出口管線上設有自控切斷閥、自控放空閥及混合氣中氧氣濃度顯示器，在開車過程中，先關閉自控切斷閥，通過自控放空閥放空調節(jié)混合氣中的O2濃度，當O2濃度達到設定值時，DCS自動關閉自控放空閥，同開啟自控切斷閥，將混合氣送入二段轉化爐。能夠有效避免因混合氣中氧氣濃度偏低，導致二段轉化爐點不著火所帶來的未反應的氧氣竄到后系統(tǒng)引發(fā)安全事故。
[0046]5、本發(fā)明將經(jīng)過預處理后的天然氣分為兩股，大部分天然氣預熱后送入一段轉化爐，少部分送入二段轉化爐，該設計不僅能根據(jù)裝置的生產(chǎn)情況調節(jié)一段轉化爐和二段轉化爐的負荷，還可以通過控制進入二段轉化爐的天然氣流量，調節(jié)二段轉化爐出口最終的H2和CO比值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1為本發(fā)明實施例的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0048]以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0049]如圖1所示，該天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝包括一臺頂燒方箱式一段轉化爐1、一臺純氧二段轉化爐2、一套冷卻分液系統(tǒng)3、一套脫碳系統(tǒng)4、一臺CO2壓縮機5、一臺CO2加熱器6、一臺精密過濾器8及CO2、蒸汽和O2混合器7、9。
[0050]如圖1所示，來自加氫脫硫單元溫度為370°C的天然氣10分為兩股，第一股天然氣為流量約占總流量75%的天然氣11，與來自界區(qū)溫度為330°C的中壓蒸汽21混合，水碳比為3.2，再利用管線15補入來自CO2壓縮機5的第一股CO2氣體，混合原料氣經(jīng)一段轉化爐I對流段的混合原料氣加熱盤管預熱到500°C后，從頂部進入一段轉化爐I內進行轉化反應。一段轉化爐I反應所需的熱量由燃料氣27與空氣28的燃燒提供。約占總流量25%的第二股天然氣12與一段轉化爐I出口轉化氣13混合后，送往二段轉化爐2繼續(xù)反應。本實施例中第一股天然氣與第二股天然氣的流量比為75:25。
[0051]二段轉化爐2出口轉化氣經(jīng)冷卻分液系統(tǒng)3冷卻并分離冷凝液后進入脫碳系統(tǒng)4，在脫碳系統(tǒng)4中分離出CO2,分離CO2后的合成氣壓力為2.6MPa(G)，主要成分為H2和CO，H2與CO的摩爾比為2.0~2.8，利用管線29送往下游羰基合成裝置。從脫碳系統(tǒng)4分離出來的純度約為99.1%的CO2經(jīng)CO2壓縮機5升壓至3.8MPa (G)后分為兩股，第一股CO2氣體15利用管線15在一段轉化爐I對流段混合原料氣盤加熱管前與天然氣混合。第二股CO2氣體經(jīng)CO2加熱器6從140°C加熱至235°C后，與來自界區(qū)溫度為330°C的中壓蒸汽20在混合器7中混合，混合氣中CO2/蒸汽的摩爾比約為1.28。第一股CO2氣體與第二股CO2氣體的流量比可以為5-20:80-95，本實施例為15:85 ；C02加熱器6加熱用的熱介質為來自界區(qū)溫度為330°C的中壓蒸汽19。出混合器7的混合氣經(jīng)精密過濾器8過濾掉微小顆粒后，與來自空分裝置的純氧22在混合器9中混合，控制混合氣中氧氣的摩爾濃度為20%~35%。精密過濾器8的過濾精度為3~5um。氧氣、CO2和蒸汽的混合氣經(jīng)一段轉化爐I對流段氧氣蒸汽預熱盤管從220°C加熱到425°C后送入二段轉化爐2，在二段轉化爐2內與來自一段轉化爐I的轉化氣進行燃燒，提供二段轉化爐2內天然氣深度轉化反應所需的熱量。二段轉化爐2出口甲烷含量控制在0.1%~0.5%。
[0052]在混合器9出口管線30上設有自控切斷閥25、自控放空閥24、氧氣濃度指示器26，在開車過程中，先關閉自控切斷閥25，通過自控放空閥24放空調節(jié)混合氣中O2的濃度，當氧氣濃度指示器26顯示O2濃度達到設定值時，關閉自控放空閥24，同開啟自控切斷閥25，將混合氣送入二段轉化爐2。本設計可以有效避免因混合氣中氧氣濃度偏低，導致二段轉化爐2點不著火，未反應的氧氣竄到后系統(tǒng)引發(fā)安全事故。
[0053]本工藝利用脫碳系統(tǒng)將轉化氣中的CO2進行脫除，在對轉化氣進行凈化的同時，得到原料氣CO2。
[0054] 氧氣通過混合器與CO2和蒸汽混合，確保三種介質能混合均勻，避免進入二段轉化爐的混合氣出現(xiàn)局部過氧，導致二段轉化爐超溫?；旌蠚饨?jīng)一段轉化爐加熱盤管預熱后再送入二段轉化爐。
[0055]同時，CO2壓縮機出口 CO2經(jīng)CO2加熱器先加熱，再與蒸汽混合，避免因CO2溫度過低，在與蒸汽混合過程中，蒸汽出現(xiàn)冷凝生成碳酸腐蝕管線。
[0056]CO2和蒸汽的混合氣在與O2混合前,先經(jīng)過精密過濾器過濾,過濾精度為3~5um,再與O2混合，避免顆粒被帶入混合器中，在與O2的混合過程中引發(fā)安全事故。[0057]在一段轉化爐和二段轉化爐之間設置直接送入二段氣化爐的第二股天然氣管線12，利用該管線調節(jié)一段轉化爐和二段轉化爐的負荷分配，通過調節(jié)進入二段轉化爐的天然氣流量可以有效的調節(jié)二段轉化爐出口 H2和CO的比值，增加了裝置操作的靈活性。
【權利要求】
1.一種天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝，其特征在于包括下述步驟: 來自加氫脫硫單元溫度為360~380°C的天然氣(10)分為兩股，第一股天然氣和第二股天然氣的流量比為70-80:30-20 ； 第一股天然氣(11)與來自界區(qū)溫度為320~400°C的中壓蒸汽(21)混合，水碳比為3.0~3.5，再補入來自CO2壓縮機(5)的壓力為3.5~4.0MPa(G)的第一股CO2氣體(15)，形成混合原料氣； 混合原料氣經(jīng)一段轉化爐(I)對流段的混合原料氣加熱盤管預熱到450~550°C后，從頂部進入一段轉化爐(I)內進行轉化反應；一段轉化爐(I)反應所需的熱量由燃料氣(27)與空氣(28)的燃燒提供； 第二股天然氣(12)與一段轉化爐(I)的出口轉化氣(13)混合后，送往二段轉化爐(2)繼續(xù)反應； 二段轉化爐(2)出口轉化氣經(jīng)冷卻分液系統(tǒng)(3)冷卻并分離出冷凝液后進入脫碳系統(tǒng)(4)，在脫碳系統(tǒng)(4)中分離出CO2 ； 分離CO2后的合成氣壓力為2.5~3.0MPa(G)，主要成分為H2和CO，H2與CO的摩爾比為2.0~2.8，通過管線(29)送往下游羰基合成裝置； 從脫碳系統(tǒng)(4)分離出來的CO2經(jīng)CO2壓縮機(5)升壓至3.5~4.0MPa(G)后分為兩股，其中第一股CO2氣體(15)與第一股天然氣(11)混合； 第二股CO2氣體(16)進入CO2加熱器(6)與來自界區(qū)溫度為320~400°C的中壓蒸汽(19)換熱至230~240°C后，送入第一混合氣混合器(7)，與來自界區(qū)溫度為320~400°C的中壓蒸汽(20)在第一混合器(7)中混合，控制第一混合器(7)中CO2/蒸汽的摩爾比為1.20 ~1.30 ; 所述第一股CO2氣體與第二股CO2氣體的流量比為5-20:80-95 ； 出第一混合器(7)的混合氣經(jīng)精密過濾器(8)過濾掉微小顆粒后，與來自空分裝置的純氧(22)在第二混合器(9)中混合，控制第二混合器中氧氣的摩爾濃度為20%~35%，然后進入一段轉化爐(I)對流段氧氣蒸汽預熱盤管加熱至400~450°C后送入二段轉化爐(2)，在二段轉化爐(2)內與來自一段轉化爐(I)的轉化氣進行燃燒，提供二段轉化爐(2)內天然氣深度轉化反應所需的熱量；控制二段轉化爐(2)出口甲烷含量控制在0.1%~0.5% ；所述一段轉化爐(I)為頂燒箱式轉化爐，所述二段轉化爐(2)為純氧轉化爐。
2.根據(jù)權利要求1所述的天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝，其特征在于所述精密過濾器(8)的過濾精度為3~5um。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的天然氣、二氧化碳混合氣催化部分氧化制合成氣工藝，其特征在于所述第二混合器(9)的出口管線(30)上設有自控切斷閥(25)、自控放空閥(24)和用于檢測管線(30)內氧氣濃度的氧氣濃度指示器(26)，所述自控切斷閥(25)、自控放空閥(24)和氧氣濃度指示器(26)均連接DCS系統(tǒng)。
【文檔編號】C01B3/38GK103910330SQ201410115443
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權日:2014年3月26日
【發(fā)明者】李峰, 吳艷波, 楊彩云, 張駿馳, 郭強, 葉威威, 田貴春, 張煒, 楊宏泉, 黃習兵, 張薇 申請人:中石化寧波工程有限公司, 中石化寧波技術研究院有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司