[發明專利]一種能延長催化劑使用壽命的CO變換工藝

有效

• 申請號: 201410381658.1
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104152187A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 陳莉;亢萬忠;黃彬峰;王立成;沈東
• 申請（專利權）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術研究院有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司
• 主分類號: C10K3/04
• 分類號: C10K3/04;C10K3/02;C01B3/16
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽

技術領域

本發明涉及到化工工藝，具體指一種能延長催化劑使用壽命的CO變換工藝。

背景技術

一氧化碳變換是煤氣化工藝的主要配套裝置，CO變換反應在變換爐中進行，變換爐中裝填有變換催化劑。

煤氣化配套的變換采用的是耐硫變換催化劑，該催化劑具有適應寬溫(200℃～500℃)、寬硫(工藝氣硫含量≥0.01％(v/v))和寬水氣比(0.2～2.0)的特點。影響催化劑使用壽命的主要因素有兩個，一個是反應超溫，一個是水氣比。

CO變換是一個強放熱反應，變換反應后溫升較高。水蒸氣是變換反應中不可缺少的介質，并且在變換反應中起著非常重要的作用。由于水蒸氣具有熱容量大的特點，因此變換反應中過量的水蒸氣成為很好的熱載體，能夠吸收大量的變換反應熱，抑制反應后的溫升，從而可以用于控制變換爐超溫。但是當粗煤氣中的CO濃度很高時，例如CO濃度超過65v％時，粗煤氣的水氣比要達到1.6～1.8才能控制住CO變換反應不超溫。

但是，耐硫變換催化劑是屬于抗水性不強的一類催化劑，長期在過高水氣比下運行時，雖然性能滿足工藝要求，但是其使用壽命將會大大降低。實踐證明，當變換爐進料水氣比在1.6以下時，催化劑壽命能夠保證3年以上；若催化劑長期在水氣比超過1.6的條件下運行，其壽命為2年甚至更低。因此，過高水氣比對變換催化劑非常不利，將減少催化劑的使用壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能有效控制反應超溫從而能延長催化劑使用壽命的CO變換工藝。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該能延長催化劑使用壽命的CO變換工藝，其特征在于包括下述步驟：

CO干基濃度為70-75v％的粗合成氣分離出液相部分后進入第一換熱器換熱，換熱后的粗合成氣分為兩股；第一股粗煤氣與第二股粗煤氣的流量比為3:7；

其中第一股粗煤氣補入水蒸氣后送入第一變換爐中進行變換反應，在第一變換爐的出口得到一變混合氣；

控制進入第一變換爐內的粗合成氣的水氣比為1.7-1.8，溫度為250～270℃；一變混合氣的出口溫度為475-485℃，干基CO濃度為4.5-5.5v％；第二股粗煤氣與所述一變混合氣混合，并換熱至250～270℃，送入第二變換爐中進行變換反應，在第二變換爐出口得到二變混合氣，將二變混合氣依次送至下游的變換爐內進行深度變換；

當第一變換爐出口一變混合氣中干基CO濃度≥6v％時，改變第一股粗煤氣和第二股粗煤氣的分配比例為1:1，此時向第一股粗煤氣中補入的蒸汽量不變，控制進入第一變換爐的粗合成氣的水氣比為1.45-1.55；第二股粗煤氣依舊和第一變換爐出口的一變混合氣混合后依次送入第二變換爐和下游變換爐內進行深度變換；

當第一變換爐出口一變混合氣中干基CO濃度≥7.5v％時，改變第一股粗煤氣和第二股粗煤氣的分配比例為7:3，向第一股粗煤氣中補入的蒸汽量不變，此時進入第一變換爐的粗合成氣的水氣比為1.15-1.25；第二股粗煤氣依舊和第一變換爐出口的一變混合氣混合后依次送入第二變換爐和下游變換爐內進行深度變換。

與現有技術相比，本發明根據催化劑的活性，通過改變第一股和第二股粗煤氣的分配比例，來改變第一變換爐入口原料氣中的水氣比，從而使第一變換爐入口原料氣中的水氣比適配第一變換爐內催化劑的活性，有效避免了反應超溫，同時也避免了第一變換爐內催化劑長期在高水氣比條件下運行所導致的損傷催化劑使用壽命的問題，在不增加投資費用即可有效延長第一變換爐內催化劑的使用壽命，經濟效益良好，且調節方式簡單可靠；同時在第一變換爐變換催化劑活性降低導致變換率達不到預定要求時，通過增加進入第一變換爐的分股比例，彌補了催化劑活性降低時造成的第一變換爐反應深度不夠、出口氣反應量下降的問題。

附圖說明

圖1為本發明實施例流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1所示，該能延長催化劑使用壽命的CO變換工藝配套煤氣化裝置使用。

來自煤氣化裝置的粗煤氣中CO干基濃度為72v％，首先進入氣液分離器1中分離出液相部分，然后進入第一換熱器2換熱。

換熱后的粗合成氣分為兩股。

在第一變換爐中的催化劑為新鮮催化劑時，例如在裝置開工初期或剛剛更換催化劑時，活性很高，造成第一變換爐的變換反應速度很快，反應深度高，CO的變換率可達到88％以上。第一股粗煤氣與第二股粗煤氣的流量比為3:7。