[發明專利]束管式水床移熱復合型CO變換裝置及變換工藝

有效

• 申請號: 201610700234.6
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN106115700B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 盧健;王雪林;王智
• 申請（專利權）人: 南京聚拓化工科技有限公司
• 主分類號: C01B32/50
• 分類號: C01B32/50;C01B3/16
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司32112
• 代理人: 崔立青

1.束管式水床移熱復合型CO變換裝置，其特征在于，包括束管式水床反應器、多段式變換反應器、第一汽包、第一換熱器、第二換熱器和脫毒罐；

束管式水床反應器的頂部設置有氣體進口A和冷媒出口A，在底部設置有氣體出口A和冷媒進口A，在該束管式水床反應器中設置有用于移出反應熱的水冷集束管組合件，水冷集束管組合件的上端通過上封頭與冷媒出口A連通，水冷集束管組合件的下端通過下封頭與冷媒進口A連通；水冷集束管組合件由水冷集束管圍成一個用于放置催化劑的空腔，空腔的上下兩端收縮、中間大，在集束管間放置催化劑；

多段式變換反應器至少包括首段反應段和末段反應段，在首段反應段上設置有首段氣體進口IB和首段氣體出口IB，在末段反應段上設置有末段氣體進口IIB和末段氣體出口IIB；

第一汽包設置有出水口A、回水口A、蒸汽出口A和進水口A；

第一換熱器的冷媒通道經脫毒罐連通束管式水床反應器的氣體進口A，束管式水床反應器的氣體出口A依次經第一換熱器的熱媒通道和第二換熱器的冷媒通道后、連通多段式變換反應器的首段氣體進口IB，多段式變換反應器的首段氣體出口IB經第二換熱器的熱媒通道后連通末段氣體進口IIB；

第一汽包的出水口A連通束管式水床反應器的冷媒進口A，第一汽包的回水口A連通束管式水床反應器的冷媒出口A；

當采用本束管式水床移熱復合型CO變換裝置進行產生時，

原料氣經第一換熱器加熱后的溫度為170-250℃；

變換氣在束管式水床反應器的出口溫度為210-250℃；

變換氣在多段式變換反應器的末段氣體出口IIB的出口溫度為170-250℃。

2.根據權利要求1所述的變換裝置，其特征在于，還包括第二汽包，

第二汽包設置有出水口B、回水口B、蒸汽出口B和進水口B；

在多段式變換反應器中，至少有一段反應段采用束管式水床結構，其余反應段為絕熱式結構，在采用束管式水床結構的反應段內設置有水冷換熱管，水冷換熱管的一端為冷媒進口B，另一端為冷媒出口B；

第二汽包的出水口B連通上述冷媒進口B，第二汽包的回水口B連通上述冷媒出口B。

3.根據權利要求2所述的變換裝置，其特征在于，所述多段式變換反應器的首段反應段采用束管式水床結構。

4.根據權利要求1-3任一權利要求所述的變換裝置，其特征在于，還包括第三換熱器和第四換熱器；

多段式變換反應器的末段氣體出口IIB依次串接第三換熱器的熱媒通道和第四換熱器的熱媒通道；

第三換熱器的冷媒通道連通有除氧軟水管；第四換熱器的冷媒通道連通有軟水管。

5.束管式水床移熱復合型CO變換工藝，其特征在于，采用權利要求1所述的束管式水床移熱復合型CO變換裝置進行，包括如下步驟：

(1)、原料氣經第一換熱器加熱后進入脫毒罐進行脫毒；

(2)、脫毒后的原料氣進入到束管式水床反應器，在束管式水床反應器內，部分CO轉化為CO₂和H₂O，原料氣轉化為變換氣，然后從束管式水床反應器的氣體出口A排出；采用水間接回收反應熱，用于生產3.9-4.0MPa中壓蒸汽；

(3)、從束管式水床反應器出來的變換氣經第一換熱器降溫，再經過第二換熱器的升溫后，進入到多段式變換反應器的首段反應段內，在首段反應段內，繼續有部分CO轉化為CO₂和H₂O；

從首段反應段出來的變換氣經第二換熱器冷卻后返回到多段式變換反應器的其它段內繼續反應，直到末段反應段，然后從末段反應段排出。

6.根據權利要求5所述的變換工藝，其特征在于，所述束管式水床移熱復合型CO變換裝置還包括第三換熱器和第四換熱器，多段式變換反應器的末段氣體出口IIB依次串接第三換熱器的熱媒通道和第四換熱器的熱媒通道；

所述變換工藝還包括如下步驟：

(4)、從多段式變換反應器的末段反應段排出的變換氣，依次經第三換熱器和第四換熱器降溫后進入下道工序；

(5)、軟水經第四換熱器吸收變換氣中的熱能；

(6)、除氧軟水經第三換熱器繼續吸收變換氣中的熱能。