[发明专利]一种使用CO气体变换和冷却的装置变换和冷却CO气体的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CO气体的变换工艺方法。

背景技术

近年来受石油资源日趋紧张影响，我国煤化工进入快速发展阶段。鉴于气流床煤气化技术具有对煤质要求低、合成气有效组分高及运行费用低等诸多优点，成为现代煤气化技术发展的重点领域。

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。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，工业生产采用的制氢原料、制氢工艺、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腾器上，设有设置其他热回收装置；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。

发明内容

本发明的目的是要解决现有CO气体变换和冷却的工艺方法将CO气体变换为H₂的效率低，不能满足甲醇合成中对H₂的要求和热回收率低的问题，而提供一种使用CO气体变换和冷却的装置变换和冷却CO气体的工艺方法。

一种使用CO气体变换和冷却的装置变换和冷却CO气体的工艺方法，是按以下步骤完成的：

将粗煤气压缩机内温度为90℃、压力为4.0MPa的粗煤气通入到除油器中进行除油，经过除油器除油后的粗煤气从预热变换器第一入口端进入到预热变换器中，预热变换器中的粗煤气与来自次中压余热回收器中的变换气换热至160℃，温度为160℃的粗煤气从预热变换器第一出口端和主热变换器第一入口端进入到主热变换器中，主热变换器中的温度为160℃的粗煤气与来自中压余热回收器中的变换气在主热变换器中换热至230℃，温度为230℃的粗煤气从主热变换器第一出口端出来进入到第一变换炉中进行变换反应，在第一变换炉中进行变换反应得到的变换气的温度为400℃，CO的含量为27％～28％；

温度为400℃，CO的含量为27％～28％的变换气从第一变换炉的出口端进入到中压余 热回收器中，在中压余热回收器中冷却至300℃，再从中压余热回收器的出口端和主热变换器第二入口端进入到主热变换器中，在主热变换器中冷却至240℃，从热变换器第二出口端出来，进入到分离器中；变换气经分离器分离后进入到第二变换炉中，在第二变换炉中进行变换反应后得到的变换气的温度为300℃，CO的含量为18.6％；

温度为300℃，CO的含量为18.6％的变换气从第二变换炉中出来，进入到次中压余热回收器中，在次中压余热回收器冷却至280℃，再从次中压余热回收器出来，从预热变换器第二入口端进入到预热变换器中，从预热变换器中出来进入到锅炉给水预热器中，再从锅炉给水预热器中出来进入到脱盐水预热器中进行处理，经脱盐水预热器处理后进入到冷却器中进行处理，得到温度为40℃，CO含量为21.29％的变换气；

温度为40℃，CO含量为21.29％的变换气从冷却器出来后，再从洗氨分离塔入口端进入到洗氨分离塔中进行处理，经过洗氨分离塔处理后再进入到汽提塔中，从汽提塔出来后再进入到凝液换热器中，再从凝液换热器的出口端和凝液冷却器入口端进入到凝液冷却器中，经过凝液冷却器冷却后，一部分变换气从凝液冷却器第二出口端出来，从洗氨分离塔第二入口端进入到洗氨分离塔中进行处理，一部分变换气从凝液冷却器第一出口端出来，从冷却器第二入口端进入到冷却器中，剩余变换气从凝液冷却器第三出口端出来，进入到气化循环水管，即完成使用CO气体变换和冷却的装置变换和冷却CO气体的工艺。

一种用于CO气体变换和冷却的装置包括粗煤气压缩机、除油器、预热变换器、主热变换器、次中压余热回收器、中压余热回收器、第一变换炉、分离器、第二变换炉、锅炉给水预热器、脱盐水预热器、冷却器、洗氨分离塔、汽提塔、凝液换热器、凝液冷却器和气化循环水管；

所述的预热变换器包括预热变换器第一入口端、预热变换器第二入口端、预热变换器第一出口端和预热变换器第二出口端；

所述的主热变换器包括主热变换器第一入口端、主热变换器第二入口端、主热变换器第一出口端和主热变换器第二出口端；

所述的凝液冷却器包括凝液冷却器入口端、凝液冷却器第一出口端、凝液冷却器第二出口端和凝液冷却器第三出口端；

所述的洗氨分离塔包括洗氨分离塔入口端、洗氨分离塔第一出口端和洗氨分离塔第二入口端；