一种低水气比CO变换装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112708478A(43)申请公布日2021.04.27(21)申请号202011320337.2(22)申请日2020.11.23(71)申请人中石化南京工程有限公司地址210049江苏省南京市栖霞区马群科技园马群大道3号申请人中石化炼化工程（集团）股份有限公司(72)发明人兰荣亮汪根宝马炯谢东升王靓薛白(74)专利代理机构南京天华专利代理有限责任公司32218代理人韩正玉徐冬涛(51)Int.Cl.C10K3/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种低水气比CO变换装置及方法(57)摘要本发明属于煤化工装置CO变换工艺技术领域，涉及一种低水气比CO变换装置及方法。针对来自煤气化装置高CO粗合成气，采用流量分股的方式，将粗煤气合理分为两股物流，降低其中一股的水气比，从而控制1#变换炉的反应深度和床层热点温度，避免了反应器出现超温现象。另外一股与来自1#变换炉的气体混合后CO浓度大幅降低，极大降低了2#变换炉的发生甲烷化反应的可能性。本发明的工艺流程具有抗上游装置运行波动能力强，系统能量集成效果好、节能降耗显著等特点。CN112708478ACN112708478A权利要求书1/2页1.一种低水气比CO变换装置，其特征在于：该装置包括低压蒸汽发生器(2)、1#脱毒槽(5)，1#变换炉(6)，2#脱毒槽(9)，1#变换炉(10)和水解反应器(15)；粗合成气的输出管道与1#气液分离器(1)相连，所述1#气液分离器(1)的顶部粗合成气输出端分为两股物流；第一股物流通过管道依次经过蒸汽发生器(2)和2#气液分离器(3)，2#气液分离器(3)顶部输出端经过原料气加热器(4)后依次进入1#脱毒槽(5)、1#变换炉(6)、原料气加热器(4)和1#高压蒸汽发生器(7)，所述1#高压蒸汽发生器(7)的输出端与1#高压锅炉给水预热器(8)相连；第二股物流通过原料气加热器(4)和2#脱毒槽(5)与1#高压锅炉给水预热器(8)输出端相连后进入2#变换炉(10)；2#变换炉(10)的输出端依次经过1#高压蒸汽过热器(11)、2#高压蒸汽过热器(12)、2#高压蒸汽发生器(13)、2#高压锅炉给水预热器(14)后进入水解反应器(15)，所述水解反应器(15)的输出端依次与脱盐水加热器(16)和3#气液分离器(17)相连；所述3#气液分离器(17)顶部的输出端经过变换气水冷器(18)后，进入4#气液分离器(19)，所述4#气液分离器(19)顶部的输出端送去界外酸性气体脱除单元。2.根据权利要求1所述的低水气比CO变换装置，其特征在于：所述2#变换炉(10)的输入端引出一根管道作为调节旁路，与2#高压蒸汽发生器(13)的输出端相连。3.根据权利要求1所述的低水气比CO变换装置，其特征在于：来自界外的高压锅炉给水经过1#高压锅炉给水预热器(8)和2#高压锅炉给水预热器(14)后分为两股，一股去1#高压蒸汽发生器(7)、另外一股去2#高压蒸汽发生器(13)。4.根据权利要求1所述的低水气比CO变换装置，其特征在于：所述1#高压蒸汽发生器(7)和2#高压蒸汽发生器(13)副产的高压饱和蒸汽经过1#高压蒸汽过热器(11)过热后送至界外；来自界外的高压饱和蒸汽经过2#高压蒸汽过热器(12)过热后送至界外；来自界外的高压锅炉给水经过高压锅炉给水冷却器(20)后进入4#气液分离器(19)。5.根据权利要求1所述的低水气比CO变换装置，其特征在于：所述1#脱毒槽(5)的输入端管道上设置了开工蒸汽加热器(21)。6.一种利用权利要求1所述的装置实现低水气比CO变换的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：1)粗合成气进入1#气液分离器气液分离后，被分为两个物流，第一股物流管道上设置了流量调节阀，用于控制第一股和第二股物流的流量分配比例，所述第一股物流通过经过蒸汽发生器，粗合成气的温度被降低后进入2#气液分离器进行气液分离，顶部气相经过原料气加热器升温后，经过1#脱毒槽进入1#变换炉发生一氧化碳变换反应，1#变换炉出口变换气经过原料气加热器被降温后，进入1#高压蒸汽发生器副产高压饱和蒸汽，出口变换气被进入1#高压锅炉给水预热器被进一步冷却；2)第二股物流通过原料气加热器升温后，经过2#脱毒槽与来自1#高压锅炉给水预热器出口的变换气混合后进入2#变换炉继续进行一氧化碳变换反应；3)步骤2)在2#变换炉内发生一氧化碳变换反应后，变换气温度被升高，然后依次进入1#高压蒸汽过热器、2#高压蒸汽过热器、2#高压蒸汽发生器和2#高压锅炉给水预热器后进入水解反应器脱除有机硫；4)步骤3)脱除有机硫后的变换气先经过脱盐水加热器、3#气液分离器、变换气水冷器2CN112708478A