CN105385478A - 一种生产合成天然气的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生产低氢高品质合成天然气的方法及装置。本发明的方法以煤或生物质气化产物为原料生产富甲烷气体的合成天然气，得到的合成天然气所含甲烷的摩尔百分比在98％以上，氢气含量不大于0.5mol％。本发明提供的方法和装置能够有效降低合成天然气中的氢气含量，提高了合成天然气中的甲烷含量，从而进一步适应管输及下游天然气用户的需求。

Description

一种生产合成天然气的方法及装置

技术领域

本发明涉及合成天然气技术领域，具体地涉及一种以煤或生物质的气化产物为原料生产低氢高品质天然气的方法及装置。

背景技术

煤制天然气所生产的天然气与传统的气田、油田采出的天然气在组成上存在一定差别，其中一个显著的特点是氢气含量高。我国天然气标准化技术委员会2014年正式发布了《进入天然气长输管网的气体质量要求(征求意见稿)》，征求意见稿中规定，一类天然气中氢气的含量要求不大于0.5mol％，二类天然气中氢气的含量要求不大于2mol％。

甲烷化技术是煤制天然气领域的核心技术，天然气的产品质量直接受甲烷化技术影响。而在现有工艺中，CO₂转化率受限，不能完全反应，目前国内外甲烷化专利技术的产品性能保证值中氢气含量一般为不大于3mol％，但无法保证天然气中的氢气含量低于2mol％，均不满足《进入天然气长输管网的气体质量要求(征求意见稿)》中关于一类天然气、二类天然气的指标要求。随着《进入天然气长输管网的气体质量要求》正式实施，对煤制天然气产生较大影响，因此开发一种生产低氢合成天然气的甲烷化技术对煤制天然气产业的发展具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产低氢高品质合成天然气(SyntheticNaturalGas，SNG)的方法及装置。本发明的目的是通过提供以下技术方案来实现的。

本发明提供了一种生产合成天然气的方法，包括：

a)将包含按摩尔百分比计的一氧化碳5～25％、二氧化碳0～20％、氢气20～80％、甲烷0～20％的原料气1经第一换热器2升温至150～400℃后按1∶0.5～5∶0～0.5的体积比分成第一股原料气4、第二股原料气5和第三股原料气6；

b)将步骤a)得到的第一股原料气4与第一蒸汽40和第一股循环气26混合，得到温度为250～400℃的第一混合气7；将第一混合气7通入第一段甲烷化反应器8中进行反应，得到温度为450～750℃的第一段产品气9；该第一段产品气9经第二换热器10，10′换热后，得到换热后的产品气11；该换热后的产品气11经第三换热器12，12′降温至250～400℃，得到降温后的第一段产品气13；

c)将步骤b)得到的降温后的第一段产品气13与步骤a)得到的第二股原料气5、第二蒸汽41、第二股循环气27混合，得到温度为250～400℃的第二混合气14；将第二混合气14通入第二段甲烷化反应器15中进行反应，得到温度为450～700℃的第二段产品气16；该第二段产品气16经第四换热器17，17′降温至200～400℃，得到降温后的第二段产品气18；

d)将步骤c)得到的降温后的第二段产品气18按0.3～5∶1的体积比分成循环气19和第二股第二段产品气20；所述循环气19经第五换热器21降温至100～350℃，经气液分离后送入循环压缩机23增压，得到增压后的循环气24；增压后的循环气24经第五换热器21升温到200～350℃，然后将其按0.5～1∶0～0.5的体积比分成第一股循环气26和第二股循环气27；

e)将步骤d)得到的第二股第二段产品气20与步骤a)得到的第三股原料气6、第三蒸汽42混合，得到温度为200～300℃的第三混合气29；将第三混合气29通入第三段甲烷化反应器30中进行反应，得到温度为200～300℃的第三段产品气31；该第三段产品气31经第一换热器2降温至20～90℃，然后经气液分离器33进行气液分离脱水，得到降温脱水后的第三段产品气34；

f)将步骤e)得到的降温脱水后的第三段产品气34经第六换热器35升温至200～300℃，然后通入第四段甲烷化反应器37中进行反应，得到温度为200～320℃的第四段产品气38；

g)将步骤f)得到的第四段产品气38经第六换热器35降温并进行气液分离，得到温度为20～80℃的最终产品气39，

其中，所述第一段甲烷化反应器8、第二段甲烷化反应器15和第四段甲烷化反应器37为绝热固定床甲烷化反应器，第三段甲烷化反应器30为等温绝热固定床甲烷化反应器。

优选地，在本发明生产合成天然气的方法的步骤a)中，将所述原料气1按1∶0.5～2∶0～0.3的体积比分成第一股原料气4、第二股原料气5和第三股原料气6。

更优选地，在本发明生产合成天然气的方法的步骤d)中，将所述第二段产品气18按0.3～3∶1的体积比分成循环气19和第二股第二段产品气20。

再优选地，在本发明生产合成天然气的方法的步骤d)中，将所述增压后的循环气24按0.7～1∶0～0.3的体积比分成第一股循环气26和第二股循环气27。

在本发明的一个优选实施方案中，本发明生产合成天然气的方法还包括以下步骤：

使来自界区的锅炉给水43，43′进入汽包44，44′，经过在汽包44，44′中进行气液分离后，得到第一锅炉给水45，45′、第二锅炉给水47，47′和第第三饱和蒸汽49；

然后使来自汽包44，44′的第一锅炉给水45，45′进入第二换热器10，10′或第三换热器12，12′，以产生3～10MPa的第一饱和蒸汽46，46′；

使来自汽包44，44′的第二锅炉给水47，47′进入第四换热器17，17′，以产生3～10MPa的第二饱和蒸汽48，48′；以及

使来自汽包44，44′的第三饱和蒸汽49，49′经第三换热器12，12′或第二换热器10，10′升温，得到温度为300～550℃的过热蒸汽50，50′。

进一步优选地，在本发明生产合成天然气的方法中，当第一锅炉给水45，45′进入第二换热器10，10′时，第三饱和蒸汽49，49′经第三换热器12，12′升温；当第一锅炉给水45，45′进入第三换热器12，12′时，第三饱和蒸汽49，49′经第二换热器10，10′升温。

用于本发明方法中的原料气可以由煤或生物质按照本领域已知的方法制得。例如煤或生物质经过气化单元、变换单元和净化单元可以制得该原料气。

本发明的方法以煤或生物质的气化产物为原料来生产合成天然气，所得到的合成天然气为低氢高品质天然气，其所含的甲烷的摩尔百分比在98％以上，氢气的摩尔百分比不大于0.5％。

另一方面，本发明还提供了一种生产合成天然气的装置，该装置包括：

用于进行甲烷化反应的甲烷化反应器，所述甲烷化反应器包括第一段甲烷化反应器8、第二段甲烷化反应器15、第三段甲烷化反应器30以及第四段甲烷化反应器37；其中，所述第一段甲烷化反应器8、第二段甲烷化反应器15和第四段甲烷化反应器37均为绝热固定床甲烷化反应器，第三段甲烷化反应器30为等温绝热固定床反应器；

用于加热和/或冷却气体的换热器，所述换热器包括第一换热器2、第二换热器10，10′、第三换热器12，12′、第四换热器17，17′、第五换热器21以及第六换热器35；

用于将循环气增压的循环压缩机23；

其中，第一段甲烷化反应器8接受来自经第一换热器2加热的第一股原料气4、第一蒸汽40和循环气26，并将反应得到的第一段产品气13送至第二换热器10，10′；

第二段甲烷化反应器15接受来自第一段甲烷化反应器8、经第一换热器10，10′和第三换热器12，12′换热后的第一段产品气13、第二股原料气5、第二蒸汽41和第二循环气27，并将反应得到的第二段产品气16送至第四换热器17，17′；

第三段甲烷化反应器30接受来自第二段甲烷化反应器15、经第四换热器17，17′换热后的第二股第二段产品气20、第三股原料气6和第三蒸汽42，并将反应得到的第三段产品气31送至第一换热器2；

第四段甲烷化反应器37接受来自经第六换热器35换热后的第三段原料气36，并将反应得到的第四段产品气38送回第六换热器35；

循环压缩机23接受来自经第五换热器21降温后的第一股第二段产品气22，并将增压后的循环气24由第五换热器21加热后，分成第一股循环气26和第二股循环气27。

优选地，本发明生产合成天然气的装置还包括汽包44，44′，该汽包44，44′用于为换热器提供锅炉给水并接受换热器产生的饱和蒸汽，同时将饱和蒸汽输送至换热器。更优选地，该汽包44，44′用于为第二换热器10，10′或第三换热器12，12′提供第一锅炉给水45，45′，为第四换热器17，17′提供第二锅炉给水47，47′，并接受第二换热器10，10′或第三换热器12，12′产生的第一饱和蒸汽46，46′以及第四换热器17，17′产生的第二饱和蒸汽48，48′，同时将第三饱和蒸汽49，49′输送至第三换热器12，12′或第二换热器10，10′。

在根据本发明的装置的一个实施方案中，所述换热器选自废热锅炉或蒸汽过热器。

在根据本发明的装置的一个实施方案中，所述装置还包括用于对原料气进行深度脱硫的脱硫反应器。

在根据本发明的装置的一个实施方案中，所述装置还包括用于对原料气进行深度脱氧的脱氧反应器。

在根据本发明的装置的一个实施方案中，所述装置还包括用于分离工艺气中的冷凝水的气液分离器。

本发明提供了一种以煤或生物质的气化产物为原料生产合成天然气的方法及装置，由该方法和装置得到的合成天然气氢气含量不大于0.5mol％。本发明提供的方法如下：原料气经预热后分成三股，其中第一股原料气与蒸汽、第一股循环气混合后进入第一段甲烷化反应器进行反应；第二股原料气与第一段产品气、蒸汽、第二股循环气混合后进入第二段甲烷化反应器进行反应，第二段产品气分成两股，第一股经循环压缩机增压后进入第一段甲烷化反应器，第二股第二段产品气与第三股原料气、蒸汽混合后进入第三段等温甲烷化反应器进行反应；第三段产品气首先经降温不高于90℃后进行分液脱水，脱水复热后进入第四段甲烷化反应器，以提高第四段甲烷化反应器中CO₂转化率，第四段产品气经气液分离后得到产品气。

本发明的装置包括独立的蒸汽体系，该独立的蒸汽体系将蒸汽分别与原料气混合进入相应的甲烷化反应器，可以较好地控制反应器的出口温度。该蒸汽的流量可调变，一方面与原料气混合，降低原料气中CO含量，控制反应温度，另一方面可优化工艺，降低循环气量，降低系统能耗，提高能量利用效率，还可在原料气大幅波动的条件下，控制反应温度，保护催化剂。蒸汽至少一部分来源于换热器副产的蒸汽。

本发明的装置中包括利用甲烷化反应热的蒸汽生产体系，可根据实际需要生产出不同等级的饱和蒸汽和过热蒸汽。锅炉给水进入汽包，汽包通过降液管为换热器输送锅炉给水并通过升气管收集换热器产生的饱和蒸汽，并将饱和蒸汽输送至换热器升温得到过热蒸汽。

与现有的技术相比，本发明以净化后的煤或生物质的气化产物为原料气，通过完全甲烷化来生产合成天然气。由本发明的方法和装置得到的合成天然气具有甲烷含量高(大于98mol％)、氢气含量不大于0.5mol％的显著特点。

附图说明

下面结合附图详细说明本发明的实施方案，其中：

图1是本发明生产合成天然气方法的一种实施方案的工艺流程图；

图2是本发明生产合成天然气方法的另一种实施方案的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，以下给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。

实施例1

本实施例是本发明提供的合成天然气的生产方法的一种优选实施方式，本实施例的工艺流程图如图1所示。

本实施例合成天然气的生产方法的具体操作如下步骤a)至步骤g)所述。

a)使按摩尔百分含量计H₂含量为66％、CO含量为15％、CO₂含量为5％、CH₄含量为13.2％、N₂含量为0.3％的原料气1经过第一换热器2升温至195～215℃，得到升温后的原料气3。升温后的原料气3按1∶1.22∶0.11的体积比分为三股物流，即：第一股原料气4、第二股原料气5和第三股原料气6。

b)将第一股原料气4与第一蒸汽40、第一股循环气26混合，得到温度为300℃的第一混合气7；将第一混合气7通入第一段甲烷化反应器8中进行甲烷化反应，得到温度为660℃的第一段产品气9。第一段产品气9经过第二换热器10和第三换热器12降温，得到温度为270～290℃的降温后的第一段产品气13，同时副产饱和蒸汽和过热蒸汽。

c)将降温后的第一段产品气13与第二股原料气5、第二蒸汽41、第二股循环气27混合，得到温度为300℃的第二混合气14；将第二混合气14通入第二段甲烷化反应器15中进行甲烷化反应，得到温度为643℃的第二段产品气16。第二段产品气16经第四换热器17降温至270～290℃后得到降温后的第二段产品气18。

d)将降温后的第二段产品气18按0.91∶1的体积比分为两股：第一股第二段产品气19和第二股第二段产品气20。第一股第二段产品气19经第五换热器21降温至170℃并进行气液分离，得到降温后的第一股第二段产品气22。降温后的第一股第二段产品气22进入循环压缩机23增压，得到循环气24。循环气24经第五换热器21升温，得到温度为250～270℃的升温后的循环气25。将升温后的循环气25按0.95∶0.05的体积比分成两股，即：第一股循环气26和第二股循环气27。第一股循环气26和第二股循环气27分别进入第一段和第二段甲烷化反应器中进行反应。

e)第二股第二段产品气20与第三股原料气6和第三蒸汽42混合，得到温度为280℃的第三混合气29；将第三混合气29送入第三段甲烷化反应器30中进行甲烷化反应，得到温度为280℃的第三段产品气31。第三段产品气31经第一换热器2降温至90℃后进入气液分离器33进行气液分离得到降温脱水后的第三段产品气34。

f)降温脱水后的第三段产品气34经第六换热器35升温得到温度为250℃的第三段产品气36；将第三段产品气36送入第四段甲烷化反应器37中进行甲烷化反应，得到温度为250～280℃的第四段产品气38。

g)第四段产品气38经第六换热器35降温，再经过气液分离得到温度为30～50℃的产品气39(SNG)。

在本发明的方法中，对甲烷化反应放热进行了利用，利用甲烷化反应放热的工艺包括如下步骤：来自界区的锅炉给水43经预热后送入汽包44，来自汽包44的第一锅炉给水45和第二锅炉给水47通过降液管分别进入第二换热器10和第四换热器17，产生第一饱和蒸汽46和第二饱和蒸汽48；第一饱和蒸汽46和第二饱和蒸汽48经过升气管进入汽包44；汽包44产生的第三饱和蒸汽49经第三换热器12升温，得到温度为440～460℃的过热蒸汽50，将过热蒸汽50送出界区。

以下通过表1中的各物流的气体组成参数，直观地描述了图1所示的工艺流程中各个工段的甲烷化反应的实际发生情况。

表1

物流编号的说明：1为原料气；7为第一混合气；9为第一段产品气；14为第二混合气；16为第二段产品气；29为第三混合气；31为第三段产品气；36为四段进料气；38为第四段产品气；22为降温后的第一股第二段产品气；39为产品气SNG；50为过热蒸汽。

实施例2

本实施例是本发明提供的合成天然气的生产方法的一种优选实施方式，本实施例的工艺流程图如图2所示。

本实施例合成天然气的生产方法的具体操作如下步骤a)至步骤g)所述。

a)使按摩尔百分含量计H₂含量为74.38％、CO含量为20％、CO₂含量为3.52％、CH₄含量为1.6％、N₂含量为0.3％的原料气1经过第一换热器2升温至170～190℃后得到升温后的原料气3。升温后的原料气3按第一股原料气4∶第二股原料气5∶第三股原料气6的体积比为1∶1.27∶0的比例分为两股物流，即：第一股原料气4、第二股原料气5。

b)将第一股原料气4与第一蒸汽40、第一股循环气26混合，得到温度为290℃的第一混合气7；将第一混合气7通入第一段甲烷化反应器8中进行甲烷化反应，得到温度为649℃的第一段产品气9。第一段产品气9经过第二换热器10和第三换热器12降温，得到温度为280～300℃的降温后的第一段产品气13，同时副产饱和蒸汽和过热蒸汽。

c)将降温后的第一段产品气13与第二股原料气5、第二蒸汽41、第二股循环气27混合，得到温度为290℃的第二混合气14；将第二混合气14通入第二段甲烷化反应器15中进行甲烷化反应，得到温度为649℃的第二段产品气16。第二段产品气16经第四换热器17降温至280～300℃后得到降温后的第二段产品气18。

d)将降温后的第二段产品气18按2.4∶1的体积比分为两股：第一股第二段产品气19和第二股第二段产品气20。第一股第二段产品气19经第五换热器21降温至170℃后得到降温后的第一股第二段产品气22。降温后的第一股第二段产品气22经气液分离后进入循环压缩机23增压，得到循环气24。循环气24经第五换热器21升温，得到温度为230～250℃的升温后的循环气25。将升温后的循环气25按0.95∶0.05的体积比分成两股，即：第一股循环气26和第二股循环气27。第一股循环气26和第二股循环气27分别进入第一段和第二段甲烷化反应器中进行反应。

e)第二股第二段产品气20与第三蒸汽42混合，得到温度为270℃的第三混合气29，将第三混合气29送入第三段甲烷化反应器30中进行甲烷化反应，得到温度为270℃的第三段产品气31。第三段产品气31经第一换热器2降温至80℃进入气液分离器33进行气液分离后得到降温脱水后第三段产品气34。

f)降温脱水后的第三段产品气34经第六换热器35升温得到温度为250℃第三段产品气36，将第三段产品气36送入第四段甲烷化反应器37中进行甲烷化反应，得到温度为258℃的第四段产品气38。

g)第四段产品气38经第六换热器35降温，再经过气液分离得到温度为30～50℃的产品气39(SNG)。

在本发明的方法中，对甲烷化反应放热进行了利用，利用甲烷化反应放热的工艺包括如下步骤：来自界区的锅炉给水43′经预热后送入汽包44′，汽包44′的第一锅炉给水45′和第二锅炉给水47′通过降液管分别进入第三换热器12′和第四换热器17′，产生第一饱和蒸汽46′和第二饱和蒸汽48′；第一饱和蒸汽46′和第二饱和蒸汽48′经过升气管进入汽包44′；汽包44′产生的第三饱和蒸汽49′经第二换热器10′升温，得到温度为440～460℃的过热蒸汽50′，将过热蒸汽50′送出界区。

以下通过表2中的各物流的气体组成参数，直观地描述了图2工艺流程中各个工段的甲烷化反应的实际发生情况。

表2

物流编号的说明：1为原料气；7为第一混合气；9为第一段产品气；14为第二混合气；16为第二段产品气；29为第三混合气；31为第三段产品气；36为四段进料气；38为第四段产品气；22为降温后的第一股第二段产品气；39为产品气SNG；50′为过热蒸汽。

Claims (9)

1.一种生产合成天然气的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将包括按摩尔百分比计的一氧化碳5～25％、二氧化碳0～20％、氢气20～80％、甲烷0～20％的原料气(1)经第一换热器(2)升温至150～400℃，然后将升温后的原料气(1)按1∶0.5～5∶0～0.5的体积比分成第一股原料气(4)、第二股原料气(5)和第三股原料气(6)；

b)将步骤a)得到的第一股原料气(4)与第一蒸汽(40)和第一股循环气(26)混合，得到温度为250～400℃的第一混合气(7)；将第一混合气(7)通入第一段甲烷化反应器(8)中进行反应，得到温度为450～750℃的第一段产品气(9)；该第一段产品气(9)经第二换热器(10，10′)和第三换热器(12，12′)降温至250～400℃，得到降温后的第一段产品气(13)；

c)将步骤b)得到的降温后的第一段产品气(13)与步骤a)得到的第二股原料气(5)、第二蒸汽(41)、第二股循环气(27)混合，得到温度为250～400℃的第二混合气(14)；将第二混合气(14)通入第二段甲烷化反应器(15)中进行反应，得到温度为450～700℃的第二段产品气(16)；该第二段产品气(16)经第四换热器(17，17′)降温至200～400℃，得到降温后的第二段产品气(18)；

d)将步骤c)得到的降温后的第二段产品气(18)按0.3～5∶1的体积比分成循环气(19)和第二股第二段产品气(20)；所述循环气(19)经第五换热器(21)降温至100～350℃，经气液分离后送入循环压缩机(23)中增压，得到增压后的循环气(24)；增压后的循环气(24)经第五换热器(21)升温到200～350℃，然后将其按0.5～1∶0～0.5的体积比分成第一股循环气(26)和第二股循环气(27)；

e)将步骤d)得到的第二股第二段产品气(20)与步骤a)得到的第三股原料气(6)、第三蒸汽(42)混合，得到温度为200～300℃的第三混合气(29)；将第三混合气(29)通入第三段甲烷化反应器(30)中进行反应，得到温度为200～300℃的第三段产品气(31)；该第三段产品气(31)经第一换热器(2)降温至20～90℃，然后经气液分离器(33)脱水，得到降温脱水后的第三段产品气(34)；

f)将步骤e)得到的降温脱水后的第三段产品气(34)经第六换热器(35)升温至200～300℃，然后通入第四段甲烷化反应器(37)中进行反应，得到温度为200～320℃的第四段产品气(38)；

g)将步骤f)得到的第四段产品气(38)经第六换热器(35)降温并进行气液分离，得到温度为20～80℃的产品气(39)；

其中，所述第一段甲烷化反应器(8)、第二段甲烷化反应器(15)和第四段甲烷化反应器(37)为绝热固定床甲烷化反应器，第三段甲烷化反应器(30)为等温绝热固定床甲烷化反应器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，将所述原料气(1)按1∶0.5～2∶0～0.3的体积比分成第一股原料气(4)、第二股原料气(5)和第三股原料气(6)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，将所述第二段产品气(18)按0.3～3∶1的体积比分成循环气(19)和第二股第二段产品气(20)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，将所述增压后的循环气(24)按0.7～1∶0～0.3的体积比分成第一股循环气(26)和第二股循环气(27)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

使来自界区的锅炉给水(43，43′)进入汽包(44，44′)，经过在汽包(44，44′)中进行气液分离后，得到第一锅炉给水45，45′、第二锅炉给水47，47′和第第三饱和蒸汽49；

然后使来自汽包(44，44′)的第一锅炉给水(45，45′)进入第二换热器(10，10′)或第三换热器(12，12′)，产生3～10MPa的第一饱和蒸汽(46，46′)；

使来自汽包(44，44′)的第二锅炉给水(47，47′)进入第四换热器(17，17′)，产生3～10MPa的第二饱和蒸汽(48，48′)；

使来自汽包(44，44′)的第三饱和蒸汽(49，49′)经第三换热器(12，12′)或第二换热器(10，10′)升温，得到温度为300～550℃的过热蒸汽(50，50′)。

6.用于实施权利要求1-5中任一项所述方法的装置，所述装置包括：

用于进行甲烷化反应的甲烷化反应器，所述甲烷化反应器包括第一段甲烷化反应器(8)、第二段甲烷化反应器(15)、第三段甲烷化反应器(30)、以及第四段甲烷化反应器(37)；其中，所述第一段甲烷化反应器(8)、第二段甲烷化反应器(15)和第四段甲烷化反应器(37)为绝热固定床甲烷化反应器，第三段甲烷化反应器(30)为等温绝热固定床甲烷化反应器；

用于加热和/或冷却气体的换热器，所述换热器包括第一换热器(2)、第二换热器(10，10′)、第三换热器(12，12′)、第四换热器(17，17′)、第五换热器(21)、以及第六换热器(35)；

用于将循环气增压的循环压缩机(23)；

其中，第一段甲烷化反应器(8)接受来自经第一换热器(2)加热的第一股原料气(4)、第一蒸汽(40)和循环气(26)，并将反应得到的第一段产品气(13)送至第二换热器(10，10′)；

第二段甲烷化反应器(15)接受来自第一段甲烷化反应器(8)、经第一换热器(10，10′)和第三换热器(12，12′)换热后的第一段产品气(13)、第二股原料气(5)、第二蒸汽(41)和第二循环气(27)，并将反应得到的第二段产品气(16)送至第四换热器(17，17′)；

第三段甲烷化反应器(30)接受来自第二段甲烷化反应器(15)、经第四换热器(17，17′)换热后的第二股第二段产品气(20)、第三股原料气(6)和第三蒸汽(42)，并将反应得到的第三段产品气(31)送至第一换热器(2)；

第四段甲烷化反应器(37)接受来自经第六换热器(35)换热后的第三段原料气(36)，并将反应得到的第四段产品气(38)送回第六换热器(35)；

循环压缩机(23)接受来自经第五换热器(21)降温后的第二股第二段产品气(22)，并将增压后的循环气(24)由第五换热器(21)加热后，分成第一股循环气(26)和第二股循环气(27)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括汽包(44，44′)，所述汽包(44，44′)用于接受来自界区的锅炉给水(43，43′)，经过在汽包(44，44′)中进行气液分离后，得到第一锅炉给水45，45′、第二锅炉给水47，47′和第第三饱和蒸汽49；然后将第一锅炉给水(45，45′)送至第一换热器(10，10′)或第三换热器(12，12′)，并接受第一换热器(10，10′)或第三换热器(12，12′)产生的第一饱和蒸汽(46，46′)；将第二锅炉给水(47，47′)送至第四换热器(17，17′)，并接受第四换热器(17，17′)产生第二饱和蒸汽(48，48′)；以及将汽包产生的第三饱和蒸汽(49，49′)送至第三换热器(12，12′)或第二换热器(10，10′)。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述换热器选自废热锅炉或蒸汽过热器。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于对原料气进行深度脱硫的脱硫反应器；优选地，所述装置还包括用于对原料气进行深度脱氧的脱氧反应器；优选地，所述装置还包括用于分离工艺气中的冷凝水的气液分离器。