[發明專利]一種配套粉煤氣化的低水汽比多聯產等溫變換工藝及等溫變換爐

有效

• 申請號: 201911014652.X
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110921621B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 徐潔;許仁春;吳艷波;相紅霞;田貴春;余攀;石翔;程世權;龐鑫健
• 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: C01B3/14
• 分類號: C01B3/14;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

本發明涉及到一種配套粉煤氣化的低水汽比多聯產等溫變換工藝及等溫變換爐，包括下述步驟：來自粉煤氣化的粗煤氣分離凝液、預熱、脫毒后分兩股，第一股凈化氣為非變換氣；第二股凈化氣進入等溫變換爐進行變換反應，得到的一次變換氣回收熱量后分為兩股，第二股一次變換氣補入中壓飽和蒸汽和中壓鍋爐水后進入中溫絕熱變換爐進行二次變換反應；出中溫絕熱變換爐的二次變換氣回收熱量后進入低溫絕熱變換爐進行三次變換反應，出低溫絕熱變換爐的粗氫氣送至下游；第一股凈化氣與第一股一次變換氣匯合得到粗合成氣，粗合成氣回收熱量后送下游。

技術領域

本發明涉及一種CO變換工藝及設備，具體指一種配套粉煤氣化的低水汽比多聯產等溫變換工藝及等溫變換爐。

背景技術

近年來受石油資源日趨緊張影響，我國煤化工進入快速發展階段。鑒于氣流床煤氣化技術具有對煤質要求低、合成氣有效組分高以及運行費用低等諸多優點，成為現代煤氣化技術發展的重點領域。如以粉煤為原料的氣流床氣化技術(如東方爐),該類氣化技術生產的粗煤氣CO含量高達60v％～80v％(干基)，水氣摩爾為0.5～1.0。

一氧化碳變換工序是現代煤化工技術中不可或缺的一環，承擔著承上啟下的作用。CO變換的目的是調整合成氣中H₂和CO濃度，提供滿足工藝要求的合成氣。煤化工項目下游產品不同，所需合成氣的組分不同，對應的變換反應深度及變換工藝也不同。

變換反應是一個放熱反應，傳統的變換工藝多采用“多段絕熱反應+間接熱能回收”的方式設置流程，該工藝存在易超溫、流程長、易設備多、投資大、能耗高、系統壓降大、催化劑壽命短等一系列問題。

近年來開發的等溫變換制氫工藝中，無論是絕熱變換串等溫變換工藝、還是等溫變換串絕熱變換工藝、或是雙等溫變換爐串聯工藝，都是單一的生產合成氣或是氫氣，缺少聯產合成氣及氫氣的相關工藝。

(1)如申請號為201410439881.7的中國發明專利申請所公開的《一種用于高濃度CO原料氣的絕熱串等溫變換工藝》，該專利的實施例2工藝流程設置為：絕熱+等溫+絕熱三級耐硫變換，配套粉煤氣化的一級變換爐易超溫風險，例如實施例1，上游原料氣CO干基含量為70％，水汽比為1.1，如此高的CO干基含量進入一級變換爐反應，但變換爐的床層的熱點溫度卻只有400℃，無相關控制手段根本無法實現。如果利用減少絕熱爐催化劑裝填量，提高反應空速的手段實現，勢必造成控制難的問題，特別是低負荷工況運行時。同時該工藝不能聯產合成氣及氫氣。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是針對現有技術的現狀提供一種用于高CO濃度的粗煤氣時，能提高裝置穩定運行性的配套粉煤氣化的低水汽比多聯產等溫變換工藝。

本發明所要解決的第二個技術問題是針對現有技術的現狀提供一種撤熱均勻、變換反應效率高、設備投資低的等溫變換爐。

本發明解決第一個技術問題所采用的技術方案為：一種配套粉煤氣化的低水汽比多聯產等溫變換工藝，其特征在于包括下述步驟：

①來自粉煤氣化的水氣比0.5～1.0、190℃～220℃、3.0～4.5MPaG、CO干基含量60v％～80v％的粗煤氣經進料分離器分離出冷凝液后，進入粗煤氣預熱器預熱到220℃～260℃后進入脫毒槽；脫除雜質后的凈化氣分兩股，其中占總量5v％～30v％的第一股凈化氣為非變換氣；剩余的第二股凈化氣進入等溫變換爐進行變換反應；

②鍋爐水作為取熱介質進入所述等溫變換爐內將反應熱帶走，副產的3.0～6.0MPa(G)中壓飽和蒸汽返回汽包分液后分為兩股，占總量65v％～95v％的第一股中壓飽和蒸汽作為工藝蒸汽補入所述第二股一次變換氣中調節水氣比為0.5～0.8；剩余的第二股中壓飽和蒸汽送出界區；