[發明專利]一種可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝

有效

• 申請號: 202110763351.8
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113479843B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 王同寶;傅亮;韓振飛;詹媛媛;施曉魯;亢萬忠;馮亮杰;王立成
• 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;B01J8/02;B01J8/00;B01J33/00;F22D11/06;F22D5/34;F22B37/26
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽;張群

1.一種可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝，其特征在于包括以下步驟：

來自上游的粗合成氣首先經氣液分離器初步分液后，分成兩股，一股通過混合器內部噴頭噴入少量霧狀高壓鍋爐水，使粗合成氣形成過飽和態，然后進入低壓蒸汽發生器副產低壓飽和蒸汽，同時粗合成氣溫度降低，形成凝液，進入高壓凝液分離上部，氣體中的雜質也隨凝液沉降；另一股經流量控制閥后進入高壓凝液分離塔下部，為調整水氣比的需要，高壓凝液分離塔為兩層結構，最上面一層為設有液封結構的實心隔板，下層為若干層塔板；

來自上游低壓蒸汽發生器的粗合成氣在上層分離出凝液后，成為低水氣比粗合成氣，從頂部排出進入粗合成氣加熱后，進入分段移熱式變換爐I段；上層凝液通過液封流入下層塔板，洗滌來自下層的另一股粗合成氣，從高壓凝液分離塔中部抽出的是經過洗滌的中高水氣比粗合成氣，作為經過非變換氣旁路去下游，底部為高壓工藝凝液去其他裝置進一步處理；分段移熱式變換爐I段采用動力學控制，催化劑裝填量少，變換反應遠未達到平衡，出口變換氣溫度控制在300～500℃；分段移熱式變換爐I段出口的變換氣依次經過中高壓蒸汽過熱器I、中高壓蒸汽發生器I、粗合成氣加熱器，再補入變換反應所需的高壓鍋爐水后，進入分段移熱式變換爐II段；

分段移熱式變換爐II段采用熱力學平衡控制，變換氣達到反應平衡，出口變換氣溫度控制在300～500℃；其中，分段移熱式變換爐II段出口設有溫度分程控制，通過調節位于中壓蒸汽發生器II進出口的旁路氣量和高壓鍋爐水補充量，來調節分段移熱式變換爐II段入口變換氣的溫度，從而保證在不同工況下，分段移熱式變換爐II段變換氣出口既不超溫，也不過低，保證中壓鍋爐水預熱器和中高壓蒸汽發生器II的取熱量和蒸汽產量；分段移熱式變換爐II段出口的變換氣依次經過中高壓蒸汽發生器II和中壓鍋爐水預熱器后，與來自氣液分離器出口的旁路粗合成氣混合后，進入分段移熱式變換爐III段進行反應；

分段移熱式變換爐III段出口變換氣經過一中壓蒸汽發生器，副產飽和中壓蒸汽，然后與來自旁路的分段移熱式變換爐II段入口變換氣混合，送入下游余熱回收裝置進一步處理。

2.根據權利要求1所述的可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝，其特征在于：所述氣液分離器出口與中壓鍋爐水預熱器出口之間設有粗合成氣旁路，部分粗合成氣通過該旁路跨過分段移熱式變換爐I段、分段移熱式變換爐II段，在中壓鍋爐水預熱器出口與分段移熱式變換爐II段出口變換氣混合后，進入分段移熱式變換爐III段變換爐。

3.根據權利要求1所述的可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝，其特征在于：所述中壓鍋爐水預熱器通過旁路II與中高壓蒸汽發生器II相連通，中壓鍋爐水預熱器的輸入端與旁路II之間連接有旁路III，旁路III上設置有與分段移熱式變換爐進入III段變換氣的溫度控制結構相聯動以控制中高壓鍋爐水預熱器的取熱量的調節閥，以防止進入分段移熱式變換爐III段變換氣溫度過低。

4.根據權利要求1所述的可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝，其特征在于：所述中壓蒸汽發生器的下游與分段移熱式變換爐II段出口之間設置有水解槽，用于脫除混合變換氣中的微量毒性組分。

5.根據權利要求4所述的可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝，其特征在于：所述水解槽入口處設置有調節閥，該調節閥與設于水解槽出口下游的分段移熱式變換爐III段輸出管路上的氫碳比控制結構相聯動，從而根據最終變換氣的氫碳比要求對進入水解槽的氣量進行控制。

6.根據權利要求1所述的可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝，其特征在于：所述來自上游的粗合成氣中一氧化碳干基體積含量30～90％，水/絕干氣體積比為0.1～1.6，壓力范圍為1.0～9.0MPaG。

7.根據權利要求1所述的可調水氣比的用于羰基合成的一氧化碳分段移熱半反應變換工藝，其特征在于：所述低壓蒸汽發生器副產飽和蒸汽壓力范圍為0.1～4.0MPaG；所述中高壓蒸汽發生器以及中壓蒸汽發生器副產飽和蒸汽壓力范圍為2.5～8.0MPaG。