[發明專利]一種用于煤制氫及合成氨的耐硫變換方法及裝置

有效

• 申請號: 201811062761.4
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN110894062B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 吳迪;王青川
• 申請（專利權）人: 中國石化工程建設有限公司;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: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽;董曉盈

1.一種用于煤制氫及合成氨的耐硫變換方法，其特征在于，該耐硫變換方法包括：

a、來自煤制氫及合成氨裝置的原料氣經過原料氣分液罐分液，由原料氣分液罐罐頂得到的氣體與蒸汽通過配汽混合器混合，進行水氣比調整，之后原料氣進入原料氣換熱器與來自一級耐硫變換反應器出口反應氣換熱；

b、換熱后的原料氣進入保護床反應器除雜，保護床反應器出口通過三路管線分別連接至一級耐硫變換反應器的頂部、一級耐硫變換反應器的中部、一級耐硫變換反應器出口管線；保護床反應器出口的物流進入第一路管線，任選進入第二路管線、第三路管線；一級耐硫變換反應器出口反應氣進入原料氣換熱器與原料氣換熱降溫；通過調節進入三路管線的物流比例對進入二級耐硫變換反應器的原料氣進行調整；

c、來自原料換熱器的高溫氣進入減溫塔Ⅰ與來自鍋爐給水換熱器的鍋爐給水混合以降溫增濕，進行水氣比調整，然后進入二級耐硫變換反應器；

d、二級耐硫變換反應器出口反應氣經過蒸汽發生器發生蒸汽，再進入減溫塔Ⅱ與來自鍋爐給水換熱器的鍋爐給水混合以降溫增濕，進行水氣比調整，然后進入三級耐硫變換反應器；

e、三級耐硫變換反應器出口反應氣依次通過鍋爐給水換熱器、除鹽水換熱器、水冷器以及氣液分離器，氣液分離器頂部得到的氣體送入下游裝置；

所述配汽混合器出口物流的水氣比為0.2-0.4，所述原料氣換熱器原料氣側出口溫度為200-260℃，所述減溫塔Ⅰ出口溫度為210℃-250℃，水氣比為0.25-0.4，所述減溫塔Ⅱ出口溫度為210℃-250℃，水氣比為0.2-0.35，所述來自鍋爐給水換熱器的鍋爐給水的溫度為180℃-250℃；

進入第一路管線的物流占所述保護床反應器出口的物流的60％或80％或100％；

在開工或者裝置負荷低于50％時，所述第二路管線的物流送入所述一級耐硫變換反應器內，進入所述第二路管線的物流占所述保護床反應器出口物流的40％；

所述二級耐硫變換反應器入口CO干基濃度小于8mol％時，所述第三路管線的物流與所述一級耐硫變換反應器出口的物流混合，進入所述第三路管線的物流占所述保護床反應器出口物流的20％。

2.根據權利要求1所述的耐硫變換方法，其特征在于，鍋爐給水通過所述鍋爐給水換熱器后分別進入所述蒸汽發生器、所述減溫塔Ⅰ以及所述減溫塔Ⅱ；所述蒸汽發生器出口的蒸汽全部或部分通過所述配汽混合器配入原料氣中。

3.根據權利要求1所述的耐硫變換方法，其特征在于，所述原料氣中CO干基含量為40mol％-70mol％，水氣比為0.3-1.2，溫度為180℃-230℃。

4.一種用于煤制氫及合成氨的耐硫變換裝置，其特征在于，該耐硫變換裝置包括：

按物料流動方向依次連接的原料氣分液罐、配汽混合器、原料氣換熱器、保護床反應器、一級耐硫變換反應器、原料氣換熱器、減溫塔Ⅰ、二級耐硫變換反應器、蒸汽發生器、減溫塔Ⅱ、三級耐硫變換反應器、鍋爐給水換熱器、除鹽水換熱器、水冷器以及氣液分離器；

鍋爐給水管線與鍋爐給水換熱器連接，鍋爐給水換熱器的鍋爐給水出口分別與蒸汽發生器、減溫塔Ⅰ以及減溫塔Ⅱ連接；蒸汽發生器的蒸汽出口分別與配汽混合器和蒸汽管線相連；

其中，原料氣換熱器管殼程均設置調節閥；

保護床反應器底部分別通過第一分支管線、第二分支管線和第三分支管線與一級耐硫變換反應器頂部、中部和底部相連，第二分支管線和第三分支管線上分別設置調節閥。

5.根據權利要求4所述的耐硫變換裝置，其特征在于，所述一級耐硫變換反應器中設置有多段催化劑床層，其中，從上至下設置的第一段催化劑床層高度占催化劑床層總高度的10-90％，所述第二分支管線與所述一級耐硫變換反應器中部的連接處位于所述催化劑床層之間。

6.根據權利要求4所述的耐硫變換裝置，其特征在于，所述二級耐硫變換反應器與三級耐硫變換反應器均為軸徑向反應器。