[發明專利]一種水煤氣制備工業一氧化碳的工藝及裝置

有效

• 申請號: 201210164732.5
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102659102A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 葉盛芳;夏水林;楊軍紅;張濤;顏芳;竇懷云;金輝;沈尚超
• 申請（專利權）人: 兗礦魯南化肥廠
• 主分類號: C01B31/18
• 分類號: C01B31/18
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種制備一氧化碳的工藝及裝置，屬于化工工藝技術領域。

背景技術

為了適應精細化學品發展的需要，為醋酸、醋酐等羰基合成工藝提供優質的一氧化碳原料氣，以水煤氣為氣源，研發了一種水煤氣制備工業一氧化碳的工藝。

現有的CO制備工藝有兩種，一種是以焦炭為原料，以CO₂和O₂混合氣作為氣化劑采用間歇式固定床氣化工藝制取CO，其缺點是原材料價格高，生產周期長，環保壓力大；另一種是傳統的水煤氣-變壓吸附工藝，裝置能耗高，大量過剩的H₂和部分CO無法充分利用，能源損耗大。

發明內容

本發明的目的是提供一種水煤氣制備工業一氧化碳的工藝及裝置。

本發明采取的技術方案為：

一種水煤氣制備工業一氧化碳的裝置，包括與水煤漿氣化裝置相連的廢熱鍋爐，廢熱鍋爐連接一次分離器，一次分離器的上端與溶劑換熱器相連，下端與一次脫鹽水換熱器相連，一次脫鹽水換熱器連接二次分離器，二次分離器連接汽水換熱器，汽水換熱器連接有機硫水解反應器I，有機硫水解反應器I通過二次脫鹽水換熱器、循環水冷器及三次分離器與NHD氣體凈化器相連，NHD氣體凈化器通過冷凝液換熱器連接有機硫反應器II，有機硫反應器II通過循環水冷器連接精脫硫反應器，精脫硫反應器連接變壓吸附裝置。

所述的廢熱鍋爐中的介質通過水泵和除氧器一路與一次脫鹽水換熱器中的介質相通，一路與二次脫鹽水換熱器中的介質相通，溶劑換熱器中的介質與NHD氣體凈化器分離的溶劑相通，汽水換熱器中的介質與水煤漿氣化裝置相連。

一種水煤氣制備工業一氧化碳的工藝，包括步驟如下：

（1）由水煤漿氣化裝置制得的水煤氣通過廢熱鍋爐回收熱量，并控制水煤氣中的水氣比達到0.3~0.5之間，然后水煤氣經氣液分離，與NHD氣體凈化中的溶劑進行換熱，再與脫鹽水換熱，換熱后氣體再次氣液分離、與水煤氣換熱；

（2）換熱后水煤氣被復熱到150~170℃，進入有機硫水解反應器I，發生COS+H₂O=H₂S+CO₂的反應，有機硫轉化為無機硫，經有機硫轉化后的水煤氣分別與脫鹽水和循環水換熱后，經過NHD氣體凈化工藝脫除硫化氫和二氧化碳；

（3）經過NHD脫硫脫碳凈化后的氣體與水煤氣經冷凝后分離的冷凝液換熱后升溫至50~70℃進入有機硫反應器II，進一步將凈化氣中微量的有機硫轉化成無機硫，轉化后的氣體經過循環水冷卻后，在30~45℃和催化劑的條件下與一定量氧氣進行精脫硫反應H₂S+O₂=S+H₂O，氣體中的H₂S轉化成單質硫后被固定下來，從而制得高品質的精制氣，其中CO+H₂≥95%，H₂S+COS≤0.1ppm；

(4)制得的精制氣經過變壓吸附裝置分離CO和H₂，即可制得純度高于98.5%的工業一氧化碳產品氣，同時得到高純度氫氣。

本發明裝置運行周期長，負荷高，能耗低，適合大規模生產；水煤氣CO含量在42.5~50％的情況下，精制后的CO含量達到98.5％以上。水煤氣中的CO完全加以利用，分離的高純H₂用于甲醇或合成氨生產，有效氣得以充分利用，無任何損失。

本發明工藝克服了傳統工藝的缺點，不僅節省原材料，降低能源消耗，而且生產過程無污染物排放，是符合我國國情、經濟合理且技術先進的清潔生產工藝路線。

本發明的有益效果為：

（1）制得的CO純度達到98.5%以上，能滿足各種羰基合成工藝的需要；

（2）五次利用水煤氣的氣相熱量，在無外部熱源的情況下對氣體進行了預處理，充分合理地利用了氣相熱源，同時副產蒸汽，創造了收益；

（3）創新性地利用水煤氣復熱水煤氣，提供水解反應活化能，節省了大量能耗；

（4）利用副產蒸汽和水煤氣熱量作為NHD凈化單元的再生熱源，有效降低了產品消耗，成本大大降低。

附圖說明

圖1為本發明裝置圖；