[發明專利]一種一氧化碳等溫變換工藝方法

無效

• 申請號: 201310645271.8
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103641067A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 荊宏健;丁明公;王軼君;牛國明
• 申請（專利權）人: 天脊煤化工集團股份有限公司
• 主分類號: C01B3/16
• 分類號: C01B3/16
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明涉及煤化工生產中的一氧化碳變換工藝，具體涉及一氧化碳的等溫變換工藝方法。

背景技術

碎煤加壓氣化工藝是煤化工生產中的常用工藝，該氣化工藝的主要特點是氣化溫度較低，所產煤氣中含有8-12%的甲烷組份。在煤氣加工處理制取氫氣過程中，這部分甲烷組份在液氮洗工藝被深冷分離出來（其中含有少量一氧化碳），送往甲烷蒸汽轉化/變換裝置進行回收利用。

為了防止甲烷餾份工藝氣中所含一氧化碳在進入甲烷蒸汽轉化爐管時發生歧化反應造成析碳，需要首先對工藝氣進行一氧化碳預變換，將工藝氣中的一氧化碳含量大幅降低后，再進入甲烷蒸汽轉化工序。在實際生產中，甲烷餾份工藝氣中的一氧化碳含量很不穩定，往往超出設計值，造成在一氧化碳變換爐中產生過多的反應熱，引起變換爐超溫，突破觸媒耐熱極限，導致變換催化劑活性下降甚至失活，生產無法正常進行。

發明內容

本發明的目的就是解決以上問題，提供一種一氧化碳等溫變換工藝方法，使一氧化碳變換爐在一氧化碳變換過程中保持恒溫，保證變換工藝的正常進行。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一氧化碳變換爐采用列管式等溫變換爐，管程裝填銅系催化劑，殼程為加鍋爐給水的恒溫水浴；在一氧化碳變換爐頂部設蒸汽汽包，與殼程恒溫水浴連接。

甲烷餾份工藝氣從一氧化碳變換爐的管程通過，在催化劑作用下發生一氧化碳變換反應，然后離開一氧化碳變換爐；變換反應熱通過列管管壁傳至殼程，加熱鍋爐給水，并副產低壓蒸汽。

以上工藝流程的設計，保證了管程內催化劑的溫度穩定，從而保證了甲烷餾份工藝氣中一氧化碳含量波動時，變換反應的正常進行，也保證了變換裝置的安全。

本發明的一氧化碳等溫變換工藝方法有效解決了由于一氧化碳變換爐入口一氧化碳濃度高，造成催化劑床層溫度高導致催化劑活性下降甚至失活的問題，工藝操作條件彈性增大。

附圖說明

圖1是本發明一氧化碳等溫變換工藝方法的工藝流程圖。

具體實施方式

某集團30萬噸/年煤制合成氨裝置增產50%節能技術改造中，為了防止甲烷餾份工藝氣在甲烷蒸汽轉化爐管入口處析碳，原設計將工藝氣先進入絕熱低溫預變換爐，使工藝氣中的一氧化碳含量由13.5%降至1%以下。

裝置投產運行過程中，由于液氮洗裝置冷量平衡的需要，分離出的甲烷餾份中一氧化碳含量很不穩定，往往超過15%。這股氣體進入甲烷蒸汽轉化/變換裝置前的絕熱低溫預變換爐參與一氧化碳變換反應時，經常造成絕熱低溫預變換爐超溫，致使變換催化劑活性下降甚至失活，嚴重影響整個裝置的安全穩定運行。

為此，本發明創造性地將絕熱低溫變換爐改為列管式等溫變換爐1，變換爐管程裝填銅系催化劑走甲烷餾份工藝氣體，殼程為恒溫水浴加鍋爐給水，連續移出管程中工藝氣體變換產生的反應熱。在變換爐1頂部設蒸汽汽包2，與殼程恒溫水浴連接以副產低壓蒸汽。圖1標出了該工藝方法包括的主要設備以及工藝介質的走向。

上述工藝方法解決了原絕熱低溫變換工藝容易造成變換爐超溫的難題，保證了變換反應的正常進行，從而保證了整個甲烷蒸汽轉化/變換裝置的正常生產。