[發(fā)明專利]一種CO變換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210421165.7
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102897711A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王克峰;張剛;焦彬端;李美喜;王洋;董克明;趙曉
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C01B3/12
• 分類號: C01B3/12
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李新紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種CO變換方法，特別涉及一種用于與Texaco煤氣化技術(shù)配套的CO變換方法。

背景技術(shù)

CO變換工藝(方法)廣泛應(yīng)用在合成氨裝置和制氫裝置上，屬于凈化工藝的一個主要部分，其工藝位置設(shè)置在氣化工序之后，根據(jù)選用的催化劑是否耐硫，分為耐硫變換和非耐硫變換兩種工藝；按照催化劑的使用溫度，分為中溫變換和低溫變換。不同的變換工藝主要體現(xiàn)在變換反應(yīng)段數(shù)、反應(yīng)溫度、熱量回收方式三方面的變化，這主要取決于變換催化劑的性能，工業(yè)生產(chǎn)采用的制氣原料、制氣工藝、后續(xù)凈化工藝等因素。

Texaco(德士古)煤氣化技術(shù)也稱為水煤漿氣化技術(shù)，是由美國Texaco公司在重油氣化的基礎(chǔ)上開發(fā)出的第二代煤氣化技術(shù)，屬于加壓氣流床氣化工藝。Texaco水煤漿氣化過程包括煤漿制備、煤漿氣化、灰水處理和CO變換等工序。Texaco水煤漿氣化工藝產(chǎn)生的工藝氣中CO含量較高，同時含有大量水蒸汽。

目前，以煤為原料的Texaco水煤漿氣化過程中的余熱回收工藝如圖1所示：

來自氣化工段的合成氣經(jīng)煤氣水分離器分離出微小顆粒粉塵及少量冷凝液后，進入廢熱鍋爐1產(chǎn)生1-2MPa飽和蒸汽送往管網(wǎng)；降溫后的合成氣經(jīng)第一水分離器2分離冷凝液后，分為三股：一股作為配氣，不經(jīng)過變換爐由CO濃度調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，另一股經(jīng)入口/出口氣換熱器3預(yù)熱進入變換爐4，第三股氣作為激冷氣進入變換爐中部，以調(diào)節(jié)控制變換爐下段床層溫度。與配氣混合后的變換氣進入低壓鍋爐水加熱器5，再送到低壓廢熱鍋爐6產(chǎn)生飽和蒸汽。變換氣再依次經(jīng)第二水分離器7中壓鍋爐水加熱器8中壓鍋爐給水加熱。最后變換氣經(jīng)脫鹽水加熱器9變換氣水冷器10降至40℃左右或更低，然后進入洗氨塔11下部，經(jīng)過洗滌水洗掉變換氣中的氨氣后，送至凈化工段。

可以看出，在現(xiàn)有的與Texaco水煤漿氣化工藝配套的CO變換單元中，是在變換爐4后先連接低壓鍋爐水加熱器5再連接低壓廢熱鍋爐6再連接第二水分離器7，因此主要發(fā)生1-2MPa中壓蒸汽和0.3-0.5MPa低壓蒸汽，其中的低壓蒸汽因品位低而難以被有效利用，基本上作為廢氣排放；另外，由于上述工藝使Texaco煤氣化工藝中產(chǎn)生的全部合成氣都通過廢熱鍋爐1，這將導(dǎo)致控制廢熱鍋爐1發(fā)生蒸汽的負荷增加，從而進入變換爐4的水氣比的范圍也相對不穩(wěn)定。通常地，進入變換爐4的水氣比的范圍是0.6-1.2，優(yōu)選0.6-0.9。過低水氣比會使得變換爐的溫度過低，增加了催化劑發(fā)生垮溫現(xiàn)象的幾率，從而引起CO轉(zhuǎn)化率過低；而過高水氣比會使得變換爐的溫度過高且床層阻力加大，將致使變換爐內(nèi)催化劑的壽命降低。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種與Texaco水煤漿氣化工藝配套的CO變換工藝，以盡可能地改善上述進入變換爐的水氣比的范圍相對不穩(wěn)定、變換爐內(nèi)催化劑的壽命低、催化劑容易發(fā)生垮溫現(xiàn)象、工藝穩(wěn)定性差的缺點。

為了解決上述問題，本申請的發(fā)明人進行了深入細致的研究，并且主要從三方面著手進行研究：第一方面，將來自煤氣化工段的合成氣首先經(jīng)過煤氣水分離器除去水，然后分為二股，其中一股不再降溫，而是作為配氣與經(jīng)過變換反應(yīng)的合成氣混合后送入鍋爐5’，另一股流經(jīng)廢熱鍋爐1產(chǎn)生1-2MPa的中壓飽和蒸汽；第二方面，將來自其它煤氣化工段的合成氣在流經(jīng)廢熱鍋爐1之前，將其再分流，使得一股從側(cè)線通過，不進入廢熱鍋爐1，并且與經(jīng)過廢熱鍋爐1的另一股匯合之后進入水分離器；第三方面，在換熱器3前增設(shè)廢熱鍋爐3’，可提高界外蒸汽的品質(zhì)。而且，相應(yīng)地設(shè)置中壓鍋爐、第二水分離器和中壓鍋爐水加熱器的相互位置，即，使變換爐之后先連接中壓鍋爐，再通過第二水分離器連接中壓鍋爐水第一加熱器，這樣，可以充分利用CO變換工藝流程中不同位置的各種品質(zhì)熱源，減少低壓蒸汽的產(chǎn)生，徹底回收變換熱量。

由此，本發(fā)明提供了一種CO變換方法，其包括選自以下各項改進步驟中的至少一項，同時合成氣經(jīng)第一水分離器2分離冷凝液后，不再產(chǎn)生作為配氣的物流：

a.使來自煤氣化工段的合成氣在送入廢熱鍋爐1之前被分為第一物流和第二物流，其中，所述第一物流不經(jīng)任何處理，直接作為配氣，而所述第二物流被送入廢熱鍋爐1；

b.使來自煤氣化工段的合成氣在送入廢熱鍋爐1之前被分為第一物流和第二物流，并且第一物流不經(jīng)廢熱鍋爐1，而由側(cè)線通過，第一物流與經(jīng)過廢熱鍋爐1的第二物流混合后進入第一水分離器2；以及

c.在變換爐4后增加廢熱鍋爐3’，以使從變換爐4出口排出的氣體物流經(jīng)過廢熱鍋爐3’與界外中壓水蒸氣換熱之后，再進入入口/出口氣換熱器3與變換爐4入口合成氣進行換熱。