[實用新型]高濃度CO循環變換裝置

有效

• 申請號: 201420521961.2
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN204125163U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 胡力;黃彬峰;趙國忠;龐睿;尹曉輝;余勤鋒;李克海;楊彩云;劉均安
• 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: C01B3/16
• 分類號: 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

本實用新型涉及到化工裝置，具體指一種高濃度CO變換裝置。

背景技術

以GSP、航天爐以及東方爐為代表的粉煤氣化激冷工藝產生的合成氣中CO的干基濃度可以達到67％～73％，水氣比為0.8～1.2。在該條件下直接進入變換反應器，反應床的溫度可以達到510℃，這不僅對反應器材質有著苛刻的要求，同時會引發甲烷化等副反應的產生，發生劇烈的放熱反應，直接危害裝置的安全性。

目前解決高濃度CO耐硫變換超溫的手段主要由三種。

1)增加水氣比，通過補入大量的中壓蒸汽/鍋爐水，將水汽比提高至1.7～2.0，可以將床層溫度控制在465℃以下，該方法采用化學反應平衡控制，將大量的反應熱通過補入的水蒸氣移出反應器。這種高水氣比或部分高水氣比CO變換工藝，由于反應在高水氣比條件下進行，大大降低催化劑的使用壽命，需要補入大量的高品位中壓蒸汽用于水氣比的調節，能耗較高。

2)降低水氣比，如申請號為20101054457.8的中國發明專利申請所公開的《一種低水氣比串中水氣比的CO變換工藝》，粗合成氣經過換熱后將水氣比控制在0.2左右，使得反應溫度不超過420℃，該方法采用化學反應平衡控制，通過減少水的含量，降低CO的轉化深度。但是這種低水氣比或部分低水氣比CO變換工藝，隨著水氣比的降低會大大的增加甲烷化等副反應的風險。

3)反應動力學控制，如中國實用新型專利ZL201020561656所公開的《一種用于高濃度CO原料氣進行變換反應的反應器》，其通過控制催化劑的裝填量，控制反應深度，從而控制反應溫度，該方法采用非平衡控制，催化劑采用分層裝填，反應器再軸向位置上有多個入口，通過控制分股比例來控制反應深度。該方法采用非平衡控制，一旦裝置的工況發生變化，需要及時調整進入反應不同位置的流股分配，控制難度高。

以上三種方法從設計原理上來說，均解決了超溫問題，但是實際工程建設過程中，為了裝置的安全性，均沒有降低設計溫度，對設備的材料要求還是比較苛刻。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能夠有效避免變換爐內反應超溫現象的高濃度CO循環變換裝置，從而延長催化劑的使用壽命，降低對設備的材料要求，達到降低成本的目的。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為：該高濃度CO循環變換裝置，包括變換爐和連接管線，其特征在于所述變換爐包括第一變換爐、第二變換爐和第三變換爐；送料管線連接第一氣液分離器的入口，第一氣液分離器的氣相出口連接第一換熱器的管程入口，第一換熱器的管程出口通過第一管線連接所述第一變換爐的進料口；所述第一管線還連通第二管線，所述第二管線通過循環氣壓縮機連接所述第二氣液分離器的第一路；

所述第一變換爐的出口管線連接中壓廢鍋后再連接所述第一換熱器的殼程入口，第一換熱器的殼程出口連接所述第二變換爐的進料口，所述第二變換爐的入口還連接鍋爐水管道；

所述第二變換爐的出口通過第二換熱器連接所述第三變換爐的進料口，第三變換爐的出料口通過第三換熱器連接第二氣液分離器的進料口；

第二氣液分離器的氣相出口分為兩路，其中第一路連接蒸汽噴射器，第二路連接下游設備，第二氣液分離器的液相出口連接界外。

與現有技術相比，本實用新型所提供的高濃度CO循環變換裝置中的第一變換爐采用化學反應平衡設計，通過配入一定比例的循環氣，降低了反應氣中CO的濃度，控制了反應深度，反應后的氣體中水氣比高于0.15，大大抑制了甲烷化反應的發生，解決了反應器超溫的問題，同時能夠避免高水氣比變換工藝中催化劑極易出現泡水板結的問題，有效延長催化劑的使用壽命；一變是按照接近反應平衡設計，工況變化時，只需保證循環比一定即可滿足設計要求，裝置操作較為穩定。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。

如圖1所示，該高濃度CO循環變換裝置包括：第一變換爐3、第二變換爐5和第三變換爐7。

送料管線10連接第一氣液分離器1的入口，第一氣液分離器1的氣相出口連接第一換熱器2的管程入口，第一換熱器的管程出口通過第一管線14連接所述第一變換爐3的進料口；所述第一管線14還連通第二管線13，所述第二管線13通過循環氣壓縮機12連接第二氣液分離器9的第一路17