CN110589765A - 一种利用天然气制备不同比例合成气的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用天然气制备不同比例合成气的方法及系统，包括以下步骤：原料气脱硫、CO2增压脱硫、双重整转化反应、热量回收、α‑MDEA脱碳、合成气(H2+CO)干燥压缩等步骤生产定比例H2/CO合成气。本方法及系统是利用天然气蒸汽转化技术(CH4/H2O)和天然气干重整转化技术(CH4/CO2)相结合的双重整转化技术，通过调节CO2/CH4和H2O/CH4的进料配比，实现合成气H2和CO的比例在H2/CO＝1.0～3.0之间调节，从而可根据市场的变化来调整目标产品的种类和规模。
Description
技术领域
本发明公开了一种利用天然气制备不同比例合成气的方法及系统，属于能源化工技术领域。
背景技术
伴随煤炭石油等能源的日益枯竭，天然气等新型能源进入到人们的视野当中,如何更有效的利用天然气成为关键。天然气是一种清洁能源，可以作为制备合成气的主要原料。合成气的主要成分为氢气(H2)和一氧化碳(CO)，可用于生产有价值的下游产品，如合成气用于羰基合成制醋酸、醋酐、氢甲酰化制醛或醇等精细化学品；合成气用于直接还原铁；合成气用于制甲醇、乙醇、乙二醇、F-T合成、二甲醚等。
利用天然气蒸汽转化技术(CH4/H2O)和天然气干重整转化技术(CH4/CO2)相结合的双重整转化技术，可以调节制备不同比例的合成气H2/CO，能够满足下游化工产品对合成气(H2/CO＝1.0～3.0)的需求。
专利申请CN201580058313.5公开了一种甲烷的蒸汽重整和甲烷的氧化干重整制备甲醇合成气的方法，该方法中引入了额外的氧气，使得反应过程中可能存在高度放热及积碳问题的产生。由于引入氧气，因此需氧气分离装置，增加了投资。
专利申请CN201510542065.3公开了一种天然气通过两段转化生产乙二醇合成气的方法，该方法天然气需经过两段转化，同样需要引入额外的氧气。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种利用天然气制备不同比例合成气的方法及系统，具体地说是天然气(CH4)与二氧化碳(CO2)和水蒸气(H2O)在转化炉内进行干重整转化与蒸汽重整转化结合的双重整转化反应，通过调节CO2/CH4和H2O/CH4的进料配比，使合成气H2和CO的产量实现定比例调节。从而可根据市场的变化来调整目标产品的种类和规模，装置的通用性是双重整转化技术最大的优势。
本发明所采用的技术方案是：
一种利用天然气制备不同比例合成气的方法及系统，其工艺过程主要有：原料气脱硫、CO2增压脱硫、双重整转化反应、热量回收、α-MDEA脱碳、合成气(H2+CO)干燥压缩等步骤生产定比例H2/CO合成气。具体过程如下：
(A)原料气脱硫：装置界区外来的天然气经脱硫塔粗脱硫后降低原料中的无机硫含量。一部分天然气直接送至双重整转化炉辐射段作燃料，另一部分天然气与氢气混合后，进入天然气压缩机增压后经过双重整转化炉对流段的脱硫原料预热器预热后，进入固定床加氢反应器，在加氢催化剂作用下使含硫化合物全部转化为硫化氢。从加氢反应器出来的气体，进入氧化锌脱硫反应器，在此氧化锌与硫化氢发生反应，生成硫化锌，从而得到精脱硫后的天然气。
(B)CO2增压脱硫：
原料CO2压力为常压，必须经过CO2压缩机增压并通过CO2脱硫槽脱硫处理后补入精脱硫后的原料气系统。
(C)双重整转化反应：
精脱硫后的天然气与来自汽包的蒸汽以及CO2混合后后进入双重整转化炉对流段的转化原料预热器，加热后进入双重整转化炉辐射段的炉管内进行双重整转化反应，产生的工艺气主要成分为H2、CO、CO2。
燃烧空气通过鼓风机，首先经燃烧空气预热器I预热后，送入转化炉对流段的燃烧空气预热器II加热至所需温度后送至转化炉辐射段内的燃烧器。
(D)热量回收：
该过程包括烟道气的热量回收和工艺气的热量回收，用于加热物料或生产蒸汽。
烟道气的热量回收：从转化炉辐射段离开的烟气在对流段中经过以下盘管进行烟气的热量回收：急速蒸发器、转化原料预热器、蒸汽过热器、脱硫原料预热器、燃烧空气预热器II。经过上述换热降温后的烟气通过引风机从烟囱排放到大气。其中急速蒸发器用于汽包生产饱和蒸汽，由汽包产生的饱和蒸汽经过对流段的蒸汽过热器产生过热蒸汽后一部分作为原料气所需蒸汽，一部分用于燃烧空气预热器I预热空气。
工艺气的热量回收：双重整转化炉辐射段产生的工艺气经废热锅炉回收热量用于汽包生产蒸汽，工艺气再经过工艺气冷却器温度降到下游脱碳单元能正常操作温度。
脱盐水和工艺冷凝液在除氧器内经过蒸汽进行传热和传质的交换，脱除可溶的气体杂质后经锅炉给水泵送至汽包。
(E)α-MDEA脱碳：
工艺气中的二氧化碳在碳洗塔中采用活性MDEA(甲基二醇胺)溶液吸收以降低合成气中CO2含量。吸收后的富液在溶剂再生塔中进行再生；再生后气体含高浓度CO2气体与界外补充的二氧化碳混合后经CO2压缩机返回到转化炉入口。
(F)合成气(H2+CO)干燥压缩：
经过脱碳后的工艺气经过TSA干燥器脱水处理和合成气压缩机压缩处理后，合成气(H2+CO)按照一定比例关系作为产品出界区，以满足下游装置产品需要。
在过程(A)中，所述装置界区外来的天然气压力为0.1～3.0MPaG，优选0.3～0.5MPaG；
在过程(A)中，所述脱硫塔采用的脱硫剂为活性炭、氧化铁中的一种或多种；
在过程(A)中，所述天然气与氢气流量摩尔比值为8:1～15:1，优选：天然气与氢气流量摩尔比值为10:1～12:1；
在过程(A)中，所述天然气与氢气经天然气压缩机增压至2.0～3.5MPaG，优选2.5～3.2MPaG；
在过程(A)中，所述增压后的原料气经脱硫原料预热器预热至温度为250～450℃，优选280～400℃；
在过程(A)中，所述经过粗脱硫处理后的原料中无机硫的含量应小于10ppm；
在过程(A)中，所述经过精脱硫处理后的原料中总硫的含量应小于0.1ppm；
在过程(A)中，所述双重整转化炉包括辐射段、对流段和烟囱。
在过程(B)中，所述CO2经压缩机增压至2.5～4.5MPaG，优选2.8～4.0MPaG；
在过程(B)中，所述CO2经脱硫处理后硫的含量应小于0.1ppm；
所述天然气与蒸汽、CO2比值为1：1:0.6～1:3:1.5(摩尔比)，优选1：1:1.4、1:2.6:1.5、1:2.8:1.1(摩尔比)；
在过程(C)中，所述原料气经转化原料预热器加热至温度为500～650℃，优选550～600℃；
在过程(C)中，所述转化反应所需的压力为0.1～3.5MPaG，优选0.15～3.0MPaG；
在过程(C)中，所述转化反应所需的温度为750～1000℃，优选800～950℃；
在过程(C)中，所述空气经燃烧空气预热器I预热的温度为50～100℃，优选60～80℃；
在过程(C)中，所述空气经转化炉对流段的燃烧空气预热器II加热的温度为200～400℃，优选250～350℃；
在过程(C)中，所述双重整转化炉辐射段进行转化反应所需热量由分布在双重整转化炉内的气体燃烧器提供。
在过程(D)中，所述工艺气经废热锅炉和工艺气冷却器降低温度后温度为30～70℃，优选35～50℃；
在过程(D)中，所述换热降温后的烟气温度为110～250℃，优选120～150℃；
在过程(E)中，所述工艺气中的二氧化碳经α-MDEA溶液吸收后CO2含量应小于30ppm；
在过程(F)中，所述经过TSA干燥器脱水处理的合成气水分含量应小于1ppm；
在过程(F)中，所述经压缩处理合成气的压力为2.0～4.0MPaG，优选2.5～3.5MPaG；
在过程(F)中，所述合成气(H2+CO)作为产品出界区的H2/CO比例范围为1.0～3.0。
一种用于实现上述的利用天然气制备不同比例合成气的方法的系统，该系统包括双重整转化炉辐射段和双重整转化炉对流段，所述双重整转化炉辐射段包括炉管以及燃烧器；所述双重整转化炉对流段中从左到右依次设有急速蒸发器、转化原料预热器、蒸汽过热器、脱硫原料预热器和燃烧空气预热器II；
天然气的输出管道与脱硫塔相连，脱硫塔的一个输出端与双重整转化炉辐射段相连，另一个输出端与氢气管道的输出端汇集后依次天然气压缩机、脱硫原料预热器、固定床加氢反应器以及氧化锌脱硫反应器相连；CO2的输出管道通过CO2压缩机后与CO2脱硫槽相连；汽包的一个输出端与蒸汽过热器的输入端相连；
所述的氧化锌脱硫反应器的输出端、CO2脱硫槽的输出端以及蒸汽过热器的输出端汇集后通过转化原料预热器后与双重整转化炉辐射段的炉管相连；
双重整转化炉辐射段顶部的输出端依次通过废热锅炉、工艺气冷却器以及碳洗塔，碳洗塔顶部的输出端依次通过TSA干燥器和合成气压缩机相连。
上述系统中：废热锅炉的输出端与汽包相连后再与废热锅炉的输入端相连；
在一些优选的技术方案中：汽包顶部的输出端、工艺气冷却器的输出端均以及脱盐水的输出端均与除氧器相连，除氧器的输出端通过锅炉给水泵与汽包相连；
在一些优选的技术方案中：碳洗塔底部的输出端与溶剂再生塔相连，溶剂再生塔顶部的输出端与CO2压缩机的输入端相连；
在一些优选的技术方案中：急速蒸发器的输出端与汽包相连，汽包底部的输出端与急速蒸发器相连。
本发明的有益效果：
利用天然气蒸汽转化技术(CH4/H2O)和天然气干重整转化技术(CH4/CO2)相结合的双重整转化技术，即在双重整转化炉内分别补入CO2和H2O，让其与CH4同时发生干重整和蒸汽重整反应，该双重整反应能够调节干重整H2/CO比例低和蒸汽重整H2/CO比例高的技术经济问题。通过调节CO2/CH4和H2O/CH4的进料配比，可以实现合成气H2和CO的比例在H2/CO＝1.0～3.0之间调节。双重整转化技术能够减少下游装置的H2排放量，大大降低了装置能耗，并且突破了传统蒸汽转化催化剂受CO2含量限制的要求，能够更多的转化CO2和CH4，达到CO2减排的目的。
此外，本发明天然气双重整转化技术在不需要氧气参与的情况下，实现天然气与水蒸气及二氧化碳的高效转化，通过热量回收的方式有效利用余热，降低设备能耗，提高装置热负荷。并且能够将过量CO2循环利用，达到节能减排的效果。
附图说明
图1是本发明系统的流程示意图。
图2是本发明系统的结构示意图。
图中，1为脱硫塔，2为天然气压缩机，3为CO2压缩机，4为CO2脱硫槽，5为氧化锌脱硫反应器，6为固定床加氢反应器，7为鼓风机，8为燃烧空气预热器I，9为燃烧器，10为双重整转化炉辐射段，11为双重整转化炉对流段，12为急速蒸发器，13为转化原料预热器，14为蒸汽过热器，15为脱硫原料预热器，16为燃烧空气预热器II，17为引风机，18为烟囱，19为废热锅炉，20为汽包，21为除氧器，22为锅炉给水泵，23为工艺气冷却器，24为碳洗塔，25为溶剂再生塔，26为TSA干燥器，27为合成气压缩机。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
如图1～2，一种利用天然气制备不同比例合成气的方法的系统，该系统包括双重整转化炉辐射段(10)和双重整转化炉对流段(11)，所述双重整转化炉辐射段(10)包括炉管以及燃烧器(9)；所述双重整转化炉对流段(11)中从左到右依次设有急速蒸发器(12)、转化原料预热器(13)、蒸汽过热器(14)、脱硫原料预热器(15)和燃烧空气预热器II(16)；
天然气的输出管道与脱硫塔(1)相连，脱硫塔(1)的一个输出端与双重整转化炉辐射段相连，另一个输出端与氢气管道的输出端汇集后依次天然气压缩机(2)、脱硫原料预热器(15)、固定床加氢反应器(6)以及氧化锌脱硫反应器(5)相连；CO2的输出管道通过CO2压缩机(3)后与CO2脱硫槽(4)相连；汽包(20)的一个输出端与蒸汽过热器(14)的输入端相连；
所述的氧化锌脱硫反应器(5)的输出端、CO2脱硫槽(4)的输出端以及蒸汽过热器(14)的输出端汇集后通过转化原料预热器(13)后与双重整转化炉辐射段的炉管相连；
双重整转化炉辐射段(10)顶部的输出端依次通过废热锅炉(19)、工艺气冷却器(23)以及碳洗塔(24)，碳洗塔(24)顶部的输出端依次通过TSA干燥器(26)和合成气压缩机(27)相连。
废热锅炉(19)的输出端与汽包(20)相连后再与废热锅炉(19)的输入端相连；
汽包(20)顶部的输出端、工艺气冷却器的输出端均以及脱盐水的输出端均与除氧器(21)相连，除氧器(21)的输出端通过锅炉给水泵(22)与汽包(20)相连；
碳洗塔(24)底部的输出端与溶剂再生塔(25)相连，溶剂再生塔(25)顶部的输出端与CO2压缩机(3)的输入端相连；
急速蒸发器(12)的输出端与汽包(20)相连，汽包(20)底部的输出端与急速蒸发器(12)相连。
一种利用上述装置实现天然气制备不同比例合成气的系统，该系统包括以下步骤：
所述天然气经脱硫塔(1)粗脱硫后一部分天然气直接送至双重整转化炉辐射段(10)作燃料，另一部分天然气与氢气在一定流量比值控制下混合后，进入天然气压缩机(2)增压后，经过双重整转化炉对流段(11)的脱硫原料预热器(15)预热后，进入固定床加氢反应器(6)，从加氢反应器出来的气体，进入氧化锌脱硫反应器(5)。
原料CO2经过CO2压缩机(3)增压并通过CO2脱硫槽(4)脱硫处理后补入精脱硫后的原料气系统。精脱硫后的天然气与来自汽包(20)的蒸汽以及CO2按照一定比值调节后进入双重整转化炉对流段(11)的转化原料预热器(13)。加热后进入双重整转化炉辐射段的炉管内产生工艺气。工艺气经废热锅炉(19)回收热量后再经过工艺气冷却器(23)降低温度用于α-MDEA脱碳。工艺气中的二氧化碳在碳洗塔(24)中经活性MDEA(甲基二醇胺)溶液吸收，吸收后的富液在溶剂再生塔(25)中进行再生；再生后气体含高浓度CO2气体与界外补充的二氧化碳混合后经CO2压缩机(3)返回到转化炉入口。经过脱碳后的工艺气经过TSA干燥器(26)脱水处理和合成气压缩机(27)压缩处理后，合成气(H2+CO)按照一定比例关系作为产品出界区。
燃烧空气通过鼓风机(7)，首先经燃烧空气预热器I(8)预热后，送入转化炉对流段的燃烧空气预热器II(16)加热后送至燃烧器(9)。
所述烟道气的热量回收：从转化炉辐射段离开的烟气在对流段中经过以下盘管进行烟气的热量回收：急速蒸发器(12)、转化原料预热器(13)、蒸汽过热器(14)、脱硫原料预热器(15)、燃烧空气预热器II(16)。降温后的烟气通过引风机(17)从烟囱(18)排放到大气。其中急速蒸发器(12)与汽包(20)相连生产饱和蒸汽，由汽包(20)产生的饱和蒸汽经过对流段(11)的蒸汽过热器(14)产生过热蒸汽后一部分作为原料气所需蒸汽，一部分用于燃烧空气预热器I(8)预热空气。所述工艺气的热量回收：双重整转化炉辐射段产生的工艺气经废热锅炉(19)回收热量用于汽包(20)生产蒸汽，工艺气再送至工艺气冷却器(23)。
脱盐水和工艺冷凝液在除氧器(21)内经过蒸汽进行传热和传质的交换，脱除可溶的气体杂质后经锅炉给水泵(22)送至汽包(20)。
一种利用上述系统实现天然气双重整转化制备不同比例合成气的方法，该方法具体如下：
实施例1
常温下界区来的压力为0.4MpaG，流量为25806.8kg/h的天然气(其中CH4摩尔含量为95.5％，二氧化碳摩尔含量为2.98％，硫化氢含量为20mg/Nm3，总硫含量为50mg/Nm3)，经脱硫塔(1)粗脱硫后，使原料中无机硫的含量小于10ppm。粗脱硫后流量为7369.2kg/h的天然气直接送至双重整转化炉辐射段(10)作燃料，流量为18437.6kg/h天然气与流量为211.9kg/h氢气混合后，进入天然气压缩机(2)增压至2.8MpaG，进入双重整转化炉对流段(11)的脱硫原料预热器(15)预热至温度为380℃，进入固定床加氢反应器(6)，从加氢反应器出来的气体，进入氧化锌脱硫反应器(5)。经过精脱硫处理后的原料中总硫的含量小于0.1ppm；
常温下界区来的压力为0.4MpaG，流量为13263.9kg/h的CO2经过CO2压缩机(3)增压至2.8MpaG，并通过CO2脱硫槽(4)脱硫处理使总硫的含量小于0.1ppm。将CO2补入精脱硫后的原料气系统。精脱硫后的天然气与来自汽包(20)的流量为51503.1kg/h蒸汽以及CO2按照摩尔比例1：2.6:1.5调节后进入双重整转化炉对流段(11)的转化原料预热器(13)，原料气预热至580℃，压力为2.4MpaG。预热后的原料气进入双重整转化炉辐射段的炉管内，转化温度为910℃，压力为2.15MpaG，产生工艺气H2、CO、CO2。
工艺气经废热锅炉(19)回收热量后再经过工艺气冷却器(23)降低温度至40℃用于α-MDEA脱碳。工艺气中的二氧化碳在碳洗塔(24)中经活性MDEA(甲基二醇胺)溶液吸收，使工艺气中CO2含量应小于30ppm。吸收后的富液在溶剂再生塔(25)中进行再生；再生后流量为59368.6kg/h含高浓度CO2气体与界外补充的二氧化碳混合后经CO2压缩机(3)返回到转化炉入口。经过脱碳后的工艺气经过TSA干燥器(26)脱水处理，合成气水分含量应小于1ppm，并经合成气压缩机(27)压缩处理后，合成气的压力为2.5MPaG，流量为83475Nm3/h的合成气(H2+CO)(H2/CO＝1.6)，其中H2摩尔含量为53.74％，CO摩尔含量为33.59％)作为产品出界区。
流量为121330.25kg/h燃烧空气通过鼓风机(7)，首先经燃烧空气预热器I(8)预热至60℃后，送入转化炉对流段的燃烧空气预热器II(16)加热至280℃后送至燃烧器(9)。
所述烟道气的热量回收：从转化炉辐射段离开的烟气温度高达1000℃，在对流段中经过以下盘管进行烟气的热量回收：急速蒸发器(12)、转化原料预热器(13)、蒸汽过热器(14)、脱硫原料预热器(15)、燃烧空气预热器II(16)。经热量回收烟气温度降至140℃，通过引风机(17)从烟囱(18)排放到大气。其中急速蒸发器(12)与汽包(20)相连生产1.4MPaG，198℃饱和蒸汽10～15t/h，由汽包(20)产生的饱和蒸汽经过对流段(11)的蒸汽过热器(14)产生过热蒸汽后一部分作为原料气所需蒸汽，流量为51503.1kg/h，一部分用于燃烧空气预热器I(8)预热空气，流量为3022.7kg/h。所述工艺气的热量回收：双重整转化炉辐射段产生的工艺气经废热锅炉(19)回收热量用于汽包(20)生产蒸汽，工艺气再送至工艺气冷却器(23)。
流量为30.1t/h脱盐水和流量为3740.1/h工艺冷凝液在除氧器(21)内经过蒸汽进行传热和传质的交换，脱除可溶的气体杂质后经锅炉给水泵(22)送至汽包(20)。
实施例2
常温下界区来的压力为0.4MpaG，流量为34741.8kg/h的天然气(其中CH4摩尔含量为95.5％，二氧化碳摩尔含量为2.98％，硫化氢含量为20mg/Nm3，总硫含量为50mg/Nm3)，经脱硫塔(1)粗脱硫后，使原料中无机硫的含量小于10ppm。粗脱硫后流量为9920.6kg/h的天然气直接送至双重整转化炉辐射段(10)作燃料，流量为24821.2kg/h天然气与流量为285.2kg/h氢气混合后，进入天然气压缩机(2)增压至2.8MpaG，进入双重整转化炉对流段(11)的脱硫原料预热器(15)预热至温度为380℃，进入固定床加氢反应器(6)，从加氢反应器出来的气体，进入氧化锌脱硫反应器(5)。经过精脱硫处理后的原料中总硫的含量小于0.1ppm；
常温下界区来的压力为0.4MpaG，流量为17856.2kg/h的CO2经过CO2压缩机(3)增压至2.8MpaG，并通过CO2脱硫槽(4)脱硫处理使总硫的含量小于0.1ppm。将CO2补入精脱硫后的原料气系统。精脱硫后的天然气与来自汽包(20)的流量为74667.6kg/h蒸汽以及CO2按照摩尔比例1：2.8:1.1调节后进入双重整转化炉对流段(11)的转化原料预热器(13)，原料气预热至580℃，压力为2.4MpaG。预热后的原料气进入双重整转化炉辐射段的炉管内，转化温度为910℃，压力为2.15MpaG，产生工艺气H2、CO、CO2。
工艺气经废热锅炉(19)回收热量后再经过工艺气冷却器(23)降低温度至40℃用于α-MDEA脱碳。工艺气中的二氧化碳在碳洗塔(24)中经活性MDEA(甲基二醇胺)溶液吸收，使工艺气中CO2含量应小于30ppm。吸收后的富液在溶剂再生塔(25)中进行再生；再生后流量为53849.1kg/h含高浓度CO2气体与界外补充的二氧化碳混合后经CO2压缩机(3)返回到转化炉入口。经过脱碳后的工艺气经过TSA干燥器(26)脱水处理，合成气水分含量应小于1ppm，并经合成气压缩机(27)压缩处理后，合成气的压力为2.5MPaG，流量为110933Nm3/h的合成气(H2+CO)(H2/CO＝2.0)，其中H2摩尔含量为64.83％，CO摩尔含量为32.2％)作为产品出界区。
流量为163338kg/h燃烧空气通过鼓风机(7)，首先经燃烧空气预热器I(8)预热至60℃后，送入转化炉对流段的燃烧空气预热器II(16)加热至280℃后送至燃烧器(9)。
所述烟道气的热量回收：从转化炉辐射段离开的烟气温度高达1000℃，在对流段中经过以下盘管进行烟气的热量回收：急速蒸发器(12)、转化原料预热器(13)、蒸汽过热器(14)、脱硫原料预热器(15)、燃烧空气预热器II(16)。经热量回收烟气温度降至140℃，通过引风机(17)从烟囱(18)排放到大气。其中急速蒸发器(12)与汽包(20)相连生产1.4MPaG，198℃饱和蒸汽15～20t/h，由汽包(20)产生的饱和蒸汽经过对流段(11)的蒸汽过热器(14)产生过热蒸汽后一部分作为原料气所需蒸汽，流量为74667.6kg/h，一部分用于燃烧空气预热器I(8)预热空气，流量为4069.3kg/h。所述工艺气的热量回收：双重整转化炉辐射段产生的工艺气经废热锅炉(19)回收热量用于汽包(20)生产蒸汽，工艺气再送至工艺气冷却器(23)。
流量为40.52t/h脱盐水和流量为5035t/h工艺冷凝液在除氧器(21)内经过蒸汽进行传热和传质的交换，脱除可溶的气体杂质后经锅炉给水泵(22)送至汽包(20)。
Claims (10)
1.一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(A)原料气脱硫：装置界区外来的天然气经脱硫塔粗脱硫后一部分天然气直接送至双重整转化炉辐射段作燃料，另一部分天然气与氢气混合后，进入天然气压缩机增压后经过双重整转化炉对流段的脱硫原料预热器预热后，进入固定床加氢反应器，在加氢催化剂作用下使含硫化合物全部转化为硫化氢；从加氢反应器出来的气体，进入氧化锌脱硫反应器，在此氧化锌与硫化氢发生反应，生成硫化锌，从而得到精脱硫后的天然气；
(B)CO2增压脱硫：
原料CO2压力为常压，必须经过CO2压缩机增压并通过CO2脱硫槽脱硫处理后补入精脱硫后的原料气系统；
(C)双重整转化反应：
精脱硫后的天然气与来自汽包的蒸汽以及CO2混合后进入双重整转化炉对流段的转化原料预热器，加热后进入双重整转化炉辐射段的炉管内，进行双重整转化反应，产生的工艺气主要成分为H2、CO、CO2；
燃烧空气通过鼓风机，首先经燃烧空气预热器I预热后，送入转化炉对流段的燃烧空气预热器II加热至所需温度后送至转化炉辐射段内的燃烧器；
(D)热量回收：
该过程包括烟道气的热量回收和工艺气的热量回收，用于加热物料或生产蒸汽；
烟道气的热量回收：从转化炉辐射段离开的烟气在对流段中经过换热盘管进行烟气的热量回收，经换热降温后的烟气通过引风机从烟囱排放到大气；
工艺气的热量回收：双重整转化炉辐射段产生的工艺气经废热锅炉回收热量用于汽包生产蒸汽，工艺气再经过工艺气冷却器温度降到下游脱碳单元能正常操作温度；
脱盐水和工艺冷凝液在除氧器内经过蒸汽进行传热和传质的交换，脱除可溶的气体杂质后经锅炉给水泵送至汽包；
(E)α-MDEA脱碳：
工艺气中的二氧化碳在碳洗塔中采用活性MDEA(甲基二醇胺)溶液吸收以降低合成气中CO2含量；吸收后的富液在溶剂再生塔中进行再生；再生后气体含高浓度CO2气体与界外补充的二氧化碳混合后经CO2压缩机返回到转化炉入口；
(F)合成气(H2+CO)干燥压缩：
经过脱碳后的工艺气经过TSA干燥器脱水处理和合成气压缩机压缩处理后，合成气(H2+CO)按照一定比例关系作为产品出界区，以满足下游装置产品需要。
2.根据权利要求1所述的一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于在步骤(A)中：
所述装置界区外来的天然气压力为0.1～3.0MPaG，优选：天然气压力为0.3～0.5MPaG；
所述天然气与氢气流量摩尔比值为8:1～15:1，优选：天然气与氢气流量摩尔比值为10:1～12:1；
所述天然气与氢气经天然气压缩机增压至2.0～3.5MPaG，优选：天然气与氢气经天然气压缩机增压至2.5～3.2MPaG；
所述增压后的原料气经脱硫原料预热器预热至温度为250～450℃，优选：增压后的原料气经脱硫原料预热器预热至温度为280～400℃。
3.根据权利要求1所述的一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于在步骤(B)中：
所述CO2经压缩机增压至2.5～4.5MPaG，优选：CO2经压缩机增压至2.8～4.0MPaG。
4.根据权利要求1所述的一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于在步骤(C)中：
所述天然气与蒸汽、CO2摩尔比值为1：1:0.6～1:3:1.5，优选天然气与蒸汽、CO2摩尔比值为1：1:1.4、1:2.6:1.5、1:2.8:1.1；
所述原料气经转化原料预热器加热至温度为500～650℃，优选原料气经转化原料预热器加热至温度为550～600℃；
所述转化反应所需的压力为0.1～3.5MPaG，优选转化反应所需的压力为0.15～3.0MPaG；
所述转化反应所需的温度为750～1000℃，优选转化反应所需的温度为800～950℃；
所述空气经燃烧空气预热器I预热的温度为50～100℃，优选空气经燃烧空气预热器I预热的温度为60～80℃；
所述空气经转化炉对流段的燃烧空气预热器II加热的温度为200～400℃，优选空气经转化炉对流段的燃烧空气预热器II加热的温度250～350℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于在步骤(D)中，
转化炉对流段中包括以下换热设备：急速蒸发器、转化原料预热器、蒸汽过热器、脱硫原料预热器、燃烧空气预热器II；其中急速蒸发器用于汽包生产饱和蒸汽，由汽包产生的饱和蒸汽经过对流段的蒸汽过热器产生过热蒸汽后一部分作为原料气所需蒸汽，一部分用于燃烧空气预热器I预热空气。
6.根据权利要求1所述的一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于在步骤(D)中，
所述工艺气经废热锅炉和工艺气冷却器降低温度后温度为30～100℃，优选工艺气经工艺气冷却器降低温度后温度为35～50℃；
所述经换热降温后的烟气温度为110～250℃，优选经换热降温后的烟气温度为120～150℃。
7.根据权利要求1所述的一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于在步骤(E)中：
所述工艺气中的二氧化碳经α-MDEA溶液吸收后CO2含量应小于30ppm。
8.根据权利要求1所述的一种利用天然气制备不同比例合成气的方法，其特征在于在步骤(F)中：
所述经过TSA干燥器脱水处理的合成气水分含量应小于1ppm；
所述经压缩处理合成气的压力为2.0～4.0MPaG，优选经压缩处理合成气的压力为2.5～3.5MPaG；
所述合成气(H2+CO)作为产品出界区的H2/CO比例范围为1.0～3.0。
9.一种用于实现权利要求1所述的利用天然气制备不同比例合成气的方法的系统，其特征在于：该系统包括双重整转化炉辐射段(10)和双重整转化炉对流段(11)，所述双重整转化炉辐射段(10)包括炉管以及燃烧器(9)；所述双重整转化炉对流段(11)中从左到右依次设有急速蒸发器(12)、转化原料预热器(13)、蒸汽过热器(14)、脱硫原料预热器(15)和燃烧空气预热器II(16)；
天然气的输出管道与脱硫塔(1)相连，脱硫塔(1)的一个输出端与双重整转化炉辐射段相连，另一个输出端与氢气管道的输出端汇集后依次天然气压缩机(2)、脱硫原料预热器(15)、固定床加氢反应器(6)以及氧化锌脱硫反应器(5)相连；CO2的输出管道通过CO2压缩机(3)后与CO2脱硫槽(4)相连；汽包(20)的一个输出端与蒸汽过热器(14)的输入端相连；
所述的氧化锌脱硫反应器(5)的输出端、CO2脱硫槽(4)的输出端以及蒸汽过热器(14)的输出端汇集后通过转化原料预热器(13)后与双重整转化炉辐射段的炉管相连；
双重整转化炉辐射段(10)顶部的输出端依次通过废热锅炉(19)、工艺气冷却器(23)以及碳洗塔(24)，碳洗塔(24)顶部的输出端依次通过TSA干燥器(26)和合成气压缩机(27)相连。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：废热锅炉(19)的输出端与汽包(20)相连后再与废热锅炉(19)的输入端相连；
优选：汽包(20)顶部的输出端、工艺气冷却器的输出端均以及脱盐水的输出端均与除氧器(21)相连，除氧器(21)的输出端通过锅炉给水泵(22)与汽包(20)相连；
优选：碳洗塔(24)底部的输出端与溶剂再生塔(25)相连，溶剂再生塔(25)顶部的输出端与CO2压缩机(3)的输入端相连；
优选：急速蒸发器(12)的输出端与汽包(20)相连，汽包(20)底部的输出端与急速蒸发器(12)相连。
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