煤气化制甲醇变换系统及变换方法.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CN110357040A(43)申请公布日2019.10.22(21)申请号201910808219.7(22)申请日2019.08.29(71)申请人陕西聚能新创煤化科技有限公司地址719000陕西省榆林市榆阳区上郡南路祉园小区1号楼4单元602室(72)发明人刘建国孙占买王建雄马立发李慧军闫慧唐乐(74)专利代理机构西安佩腾特知识产权代理事务所(普通合伙)61226代理人张倩(51)Int.Cl.C01B3/40(2006.01)C07C29/151(2006.01)C07C31/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称煤气化制甲醇变换系统及变换方法(57)摘要本发明属于煤化工技术领域，涉及一种煤气化制甲醇变换系统，包括分离器、脱毒槽、变换炉以及蒸汽过热器；所述分离器的顶部出口分为两个支路，其中一个支路是分离器的顶部出口经与脱毒槽与变换炉的壳程入口相连；所述变换炉的壳程出口分为两个支路，其中一个支路与蒸汽过热器的壳程入口相连；煤气化制甲醇变换系统还包括第一蒸汽管路以及第二蒸汽管路，第一蒸汽管路与变换炉的壳程入口相连；第二蒸汽管路分别与变换炉的管程入口以及与蒸汽过热器的管程入口相连；第一蒸汽管路上还设置有阀门。本发明热利用合理，催化剂活性好、寿命长，工艺设备简单，变换系统运行稳定。CN110357040ACN110357040A权利要求书1/2页1.一种煤气化制甲醇变换系统，其特征在于：所述煤气化制甲醇变换系统包括分离器(1)、脱毒槽(2)、变换炉(3)以及蒸汽过热器(4)；所述分离器(1)上设置有入口、顶部出口以及底部出口；所述变换炉(3)和蒸汽过热器(4)上均设置有壳程入口、壳程出口、管程入口以及管程出口；所述分离器(1)的顶部出口分为两个支路，其中一个支路是分离器(1)的顶部出口经与脱毒槽(2)与变换炉(3)的壳程入口相连；所述变换炉(3)的壳程出口分为两个支路，其中一个支路与蒸汽过热器(4)的壳程入口相连。2.根据权利要求1所述的煤气化制甲醇变换系统，其特征在于：所述煤气化制甲醇变换系统还包括第一蒸汽管路以及第二蒸汽管路，所述第一蒸汽管路与变换炉(3)的壳程入口相连；所述第二蒸汽管路分别与变换炉(3)的管程入口以及与蒸汽过热器(4)的管程入口相连。3.根据权利要求2所述的煤气化制甲醇变换系统，其特征在于：所述第一蒸汽管路上还设置有阀门(6)。4.根据权利要求3所述的煤气化制甲醇变换系统，其特征在于：所述煤气化制甲醇变换系统还包括换热器(5)，所述分离器(1)的顶部出口经换热器(5)与脱毒槽(2)入口相连；所述变换炉(3)的壳程出口另一支路与换热器(5)相连。5.根据权利要求4所述的煤气化制甲醇变换系统，其特征在于：所述变换炉(3)的壳程中设置有催化剂床层；所述催化剂床层为耐硫变换催化剂床层。6.根据权利要求5所述的煤气化制甲醇变换系统，其特征在于：所述变换炉(3)为螺旋管式变换炉，所述蒸汽过热器(4)为螺旋管式蒸汽过热器。7.一种根据权利要求1-6任一所述的煤气化制甲醇变换系统的变换方法，其特征在于：所述变换方法包括以下步骤：1)煤气化后粗煤气通过分离器(1)的入口进入分离器(1)中，经水煤气分离后从分离器(1)的顶部出口分为两个支路流出，其中一个支路是部分分离后的粗煤气流向步骤2)；另一支路是部分分离后的粗煤气直接进入变换后续系统制甲醇；2)从步骤1)中流出的部分分离后的粗煤气依次经换热器(5)以及脱毒槽(2)后进入变换炉(3)的壳程入口，在变换炉壳程中催化剂床层中催化剂的作用下发生变换反应，根据煤气化后的粗煤气的压力、汽气比以及粗煤气中CO的含量，打开或者关闭第一蒸汽管路上的阀门(6)；同时来自管外的饱和蒸汽从第二蒸汽管路中进入变换炉(3)的管程入口，在变换炉壳程中发生变换反应时进行热量交换转移，保证变换反应壳程中的温度；经变换后的粗煤气从变换炉(3)的壳程出口出来后分为两路；其中一路是部分变换后的粗煤气经换热器(5)直接进入变换后系统制甲醇；另一路是部分变换后的粗煤气进入步骤3)；3)从步骤2)流出的部分变换后的粗煤气从蒸汽过热器(4)壳程入口进入蒸汽过热器(4)壳程中；同时来自管外的饱和蒸汽从第二蒸汽管路中进入蒸汽过热器(4)管程中；蒸汽过热器(4)壳程中流过的部分变换后的粗煤气将其热量转移给蒸汽过热器(4)管程中流动的饱和蒸汽；最终，部分变换后的粗煤气经过蒸汽过热后从蒸汽过热器(4)壳程出口流向变换后系统制甲醇，来自管外的饱和蒸汽经蒸汽过热后从蒸汽过热器(4)管程出口流向过热蒸汽管网。8.根据权利要求7所述的煤气化制甲醇变换方法，其特征在于：所述步骤1)中煤气化后2CN110357040A权利要求书2/2