[发明专利]电石尾气厌硫型深度变换工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种电石尾气变换工艺，具体的说是一种电石尾气厌硫型深度变换工艺。

背景技术

在电石生产过程中，产生大量富含CO的电石炉尾气。《电石行业准入条件》(2007年修订本)中明确提出“电石炉气必须综合利用”。回收利用电石尾气对于节约能源、节能减排、保护环境具有十分重要的意义。电石尾气的主要组成为：一氧化碳70～85％，二氧化碳2～10％，氮气占1～8％，氢气约占2～10％，氧气0.3～1.0％、还含有硫、磷、砷、氯、氰、焦油以及烟尘等微量杂质。电石尾气属高热值混合气体，具有广泛的用途，不仅可以作为燃料使用，还可作为原料生产甲醇、甲酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、甲醛、醋酸、乙二醇等重要的碳一化工产品，也可作为原料经深度变换后生产氢气、合成氨等产品。

电石尾气的深度净化除杂和高浓度CO变换是其综合利用的技术难题。现有变换技术有采用耐硫变换工艺，但电石尾气中硫含量低，需采取补硫措施。也有采用厌硫型变换工艺，通过采取高水气比方案防止高浓度CO变换超温，该工艺蒸汽消耗高。同时为防止变换催化剂失活，现有电石尾气耐硫型和厌硫型变换工艺均需在变换前进行粗脱氧，但适用于高浓度CO脱氧剂多采用钯系等贵金属，脱氧投资高，同时该类型脱氧剂活性温区窄，易造成脱氧剂超温失活。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、节约蒸汽消耗、降低设备投资和运行成本、系统稳定性好、简化流程、易于维护控制的电石尾气厌硫型深度变换工艺。

技术方案包括以下步骤：将经净化后的电石尾气经尾气预热器预热至150～200℃后分成三股，第一股电石尾气和部分变换产品气混合调整混合气中CO干基浓度至30～40％、O₂含量低于0.5％后再经1#蒸汽混合器配入蒸汽、经1#尾气预热器预热至300～330℃后送入1#变换炉进行变换；出1#变换炉的变换气与第二股电石尾气混合，调整混合气中CO干基浓度至30～40％、O₂含量低于0.5％后再经2#蒸汽混合器配入蒸汽后送入2#变换炉进行变换，出2#变换炉的变换气送入1#尾气预热器与进入1#变换炉前的混合气换热降温后与第三股电石尾气混合，调整混合气中CO干基浓度至30～40％、O₂含量低于0.5％后经3#蒸汽混合器配入蒸汽、经2#尾气换热器预热至320～360℃后进入3#变换炉，出3#变换炉的变换气经过或不经过进一步变换后，再经热能回收、冷凝液分离得到变换产品气，其中部分变换产品气经加压后与所述第一股电石尾气混合，其余部分送至下游工序。

所述电石尾气中，第一股电石尾气占15～30％，第二股电石尾气占30～40％，第三股电石尾气占30～55％，合计体积百分比100％。

得到的所述变换产品气中10～30％变换产品气经加压后与所述第一股电石尾气混合。

所述1#变换炉的入口温度为300～330℃；所述2#变换炉的入口温度为300～340℃；所述3#变换炉的入口温度为320～360℃，所述1#变换炉、2#变换炉和3#变换炉内填充厌硫型变换催化剂。

所述出3#变换炉的变换气经2#尾气换热器与进入3#变换炉前的混合气换热降温后送入1#淬冷器进一步降温后送入4#变换炉进行变换，出4#变换炉的变换气再经过或不经过进一步变换后，再经热能回收、冷凝液分离得到变换产品气，控制4#变换炉的入口温度为330～360℃，出4#变换炉的变换气中CO干基浓度控制在3％以下，4#变换炉内填充厌硫型变换催化剂。

所述出4#变换炉的变换气经2#淬冷器降温至180～250℃送入脱不饱和烃槽脱除不饱和烃，再经3#淬冷器降温至180～210℃后，进入5#变换炉进行变换，出5#变换炉的变换气中CO干基浓度降至0.3％以下，再经热能回收、冷凝液分离得到变换产品气。有益效果：

(1)采用分股配气辅加变换产品气循环返混的厌硫型深度变换工艺，解决了电石尾气高浓度CO深度变换难的问题。

(2)多次将出变换炉的低CO浓度变换气返混变换炉入口上游，稀释进入变换炉的电石尾气中CO干基浓度，从而满足变换炉入口温度和厌硫型催化剂反应的要求，大大减少了蒸汽消耗，同时，同时返回的变换气也稀释了电石尾气中的O₂含量，保证混合气中O₂含量低于0.5％，满足变换炉内催化剂的使用要求,实现了在进行变换反应的同时也达到了除氧的目的，从而不需设置独立的除氧设置，简化了流程设置，降低了设备投资。