[发明专利]一种用于CO变换的余热回收工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于CO变换的余热回收工艺。

背景技术

CO变换工艺广泛应用在合成氨装置和制氢装置上，属于净化工艺的一个主要部分，其工艺位置设置在气化或转化工序之后，根据选用的催化剂是否耐硫，分为耐硫变换和非耐硫变换两种工艺；按照催化剂的使用温度，分为中温变换和低温变换。不同的变换工艺主要体现在变换反应段数、反应温度、热量回收方式三方面的变化，这主要取决于变换催化剂的性能，工业生产采用的制气原料、制气工艺、后续净化工艺等因素。

传统的CO变换工艺的余热回收一般采取淬冷增湿，以潜热的形式把反应热用在其它工序的变换气再沸器上，没有设置其它热回收装置；节能型流程则取消了淬冷，增设脱碳用喷射蒸汽发生器，同时尽量多的采用多个变换气再沸器回收低变气废热，并用低压锅炉给水加热器把低变的显热和潜热充分回收起来，不设置其它热回收装置，或者把低变废热中的高位热能用高压锅炉给水加热器来回收，同时用多组变换气再沸器回收热量并用在脱碳再生上。

如现有的以煤为原料的水煤浆变换流程中，见图1，其余热回收工艺根据各段余热品质的高低，通常在1#变换炉(2)出口设置了中压蒸汽过热器(3)、入口/出口气气换热器(1)、中压废锅(4)，在2#变换炉(5)出口设置了锅炉水加热器(6)、低压废锅(8)、脱盐水预热器(10)等一系列换热器，使变换气温度降低至110℃左右，各段变换气分液后(7)(9)，经最终水冷器(11)冷却至40℃，工艺气(12)送至下游工序；变换冷凝液采用低压蒸汽汽提(13)(14)(15)(16)技术进行处理。

在水煤浆流程中，由于工艺气中CO含量较高，同时含有大量水蒸气，通常在一段变换炉出口设置了中压废锅和蒸汽过热器回收高品位热量，在二段变换炉出口设置锅炉水加热器、低压废锅、脱盐水预热器等一系列换热器，回收末段变换气的低位热能。

由于Shell粉煤气化法产生的粗合成气中的CO含量很高，比CO含量较高的″水煤浆气化″法产生的粗合成气中CO含量还高出10多个百分点，如此高CO浓度、大气量的粗合成气在国内和国际上所有化肥装置的变换工艺中是从未有先例的，因此传统的余热回收工艺不能应用于此，需发明一种新的余热回收工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述缺陷而提供一种用于CO变换的余热回收工艺，使其能合理利用变换流程中不同位置的各种品质热源，分别以高温、低温潜热和低温显热方式回收热量，达到了彻底回收变换热量、降低变换装置的能耗的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种用于CO变换的余热回收工艺，变换气经1#变换炉、中压废锅、2#变换炉、锅炉水预热器、3#变换炉、低压废锅回收热量、再经1#冷凝液分离器分离冷凝液后依次进入低温甲醇洗再沸器、脱盐水预热器回收反应余热，再进入2#冷凝液分离器分离后的变换气经变换气冷却器15冷却至≤40℃，进入3#冷凝液分离器，送至下一工序，产生的低压蒸汽部分用于各段分离器分离出变换冷凝液低压汽提的蒸汽用汽。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、通过中压废锅自产蒸汽可补充系统所需的中压蒸汽，可节省大量的中压蒸汽。

2、利用二段反应热预热粉煤气化锅炉水加热至160～180℃，节约能量。

3、通过低压废锅将低温变换气换热付产0.45MPa蒸汽，可向界区外提供低压蒸汽。

4、低温甲醇洗再沸器回收变换气的热量，可节省低压蒸汽。

5、设置的脱盐水预热器回收热量后，变换气体的最终温度＜90℃，保证彻底地回收了变换气的低位能热量。

6、根据各段反应的高位能和低位能余热，分别在不同的位置设置了反应余热回收设备，尽可能地回收热量，确保出变换界区的温度＜90℃。

上述发明特别适合于高浓度CO粗合成气的变换过程，例如Shell粉煤气化法产生的粗合成气变换过程。

附图说明

图1现有带余热回收的CO变换工艺流程图。

图2为本发明实施例用于CO变换的余热回收工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。