一种配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺及等温变换炉.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CN110921618A(43)申请公布日2020.03.27(21)申请号201911014603.6(51)Int.Cl.(22)申请日2019.10.24C01B3/14(2006.01)C01B3/16(2006.01)(71)申请人中石化宁波工程有限公司地址315103浙江省宁波市高新区院士路660号申请人中石化宁波技术研究院有限公司中石化炼化工程(集团)股份有限公司(72)发明人吴艳波邹杰徐洁施程亮周央应钊李群杨佳丽余攀汤海波丛书丽买发宏(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人刘凤钦权利要求书2页说明书8页附图6页(54)发明名称一种配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺及等温变换炉(57)摘要本发明涉及一种配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺及等温变换炉，其特征在于包括下述步骤：来自粉煤煤气化装置的粗煤气经粗煤气分液、换热、脱毒后分为三股，第二股净化气送入气冷变换炉进行变换反应，第三股净化气送入等温变换炉进行变换反应；中压饱和蒸汽作为气冷变换炉的取热介质，出气冷变换炉的第一变换气换热后与第三股净化气混合后一起进入等温变换炉；锅炉水作为等温变换炉的取热介质，出等温变换炉的第二变换气回收热量后与第一股净化气混合后得到粗合成气，进一步回收热量后送下游。CN110921618ACN110921618A权利要求书1/2页1.一种配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺，其特征在于包括下述步骤：来自粉煤煤气化装置的190℃～220℃、3.0～4.5MPa(G)、水气摩尔比为0.5～1.0的粗煤气经粗煤气进料分离器分离出冷凝液后进入粗煤气加热器，加热到220℃～270℃后进入脱毒槽脱除杂质，出脱毒槽的净化气分为三股，其中占总量15v％～40v％的第一股净化气作为非变换气，占总量15v％～35v％第二股净化气送入气冷变换炉进行变换反应，剩余的第三股净化气送入等温变换炉进行变换反应；所述气冷变换炉内设置有换热管束，所述等温变换炉副产的中压饱和蒸汽作为取热介质进入所述气冷变换炉，被过热到350℃～420℃送下游用户；在气冷变换炉出口得到温度为370℃～450℃的第一变换气进入粗煤气加热器与所述粗煤气换热后温度降为240℃～280℃，然后进入低压蒸汽过热器，将0.4～1.0MPa(G)的低压蒸汽过热到180℃～250℃，第一变换气温度降为230℃～260℃，再与所述第三股净化气混合后一起送入所述等温变换炉；所述等温变换炉内设置有换热管束，汽包内的锅炉水作为取热介质进入等温变换炉内将反应热带走，同时副产3.5～6.0MPa(G)中压饱和蒸汽；在等温变换炉出口得到260℃～320℃的第二变换气进入中压锅炉水预热器，将3.5～6.0MPa(G)的中压锅炉水预热到230℃～250℃后送入汽包，第二变换气温度降为220℃～240℃，与所述第一股净化气混合后得到粗合成气，进入低压蒸汽发生器副产0.4～1.0MPa(G)的低压饱和蒸汽，粗合成气温度降为170℃～240℃。2.根据权利要求1所述的配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺，其特征在于所述第三股净化气输送管线上设有流量计和流量控制阀，控制进所述等温变换炉的所述第三股净化气中CO浓度在40v％～50v％。3.根据权利要求1或2所述的一种配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺，其特征在于所述第一股净化气输送管线上设有流量计和流量控制阀，控制粗合成气中的H2和CO的摩尔比为2.0～3.0。4.根据权利要求3所述的配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺，其特征在于所述汽包的安装高度高于所述等温变换炉，所述汽包内的中压锅炉水利用密度差以自然循环的方式进入所述等温变换炉。5.如权利要求1至5任一项所述的配套粉煤气化的气冷变换串联等温变换制合成气工艺所使用的等温变换炉，其特征在于包括炉体、设置在所述炉体内的催化剂框以及设置在所述催化剂框内的多根换热管，所述催化剂框内还设有合成气收集管道，所述催化剂框与所述合成气收集管道之间的空腔形成反应腔；各所述换热管布置在多个同心圆周线上，各所述换热管在各自的圆周线上均匀布置，并且各所述换热管在各自圆周线上的排布间距自外向内逐渐变大；各所述换热管的入口分别连接各自对应的冷却水分布管，各所述冷却水分布管均连通冷却水输送管道；各所述换热管的出口分别连接各自对应的汽水收集分布管，各所述汽水收集分布管均连通蒸汽输送管道；各所述冷却水分布管和各所述汽水收集分布管在所述反应腔的横截面上呈放射状布置。2CN110921618A权利要求书2/2页6.根据权利要求5所述的等温变换炉，其特征在于所述冷却水分布管包括间隔布置的冷却水分布短管和冷却水