[发明专利]配套甲醇合成的高CO变换工艺

权利要求书

1.一种配套甲醇合成的高CO变换工艺，包括等温变换炉，所述等温变换炉中设有多根换热管，所述换热管的入口通过锅炉水管道连接汽包的锅炉水出口，各所述换热管的出口通过蒸汽回收管道连接所述汽包的蒸汽入口；其特征在于：

所述换热管包括由多根第一换热管组成的第一换热管组和多根第二换热管组成对第二组换热管；各第一换热管的内腔横截面的面积之和为各第二换热管内腔的横截面的面积之和的15~60%；

各所述第一换热管的入口连接第一锅炉水管道，各所述第二换热管的入口连接第二锅炉水管道；所述第一锅炉水管道上设有阀门；第一锅炉水管道和第二锅炉水管道连接汽包的锅炉水出口；

上游煤气化装置送来的温度190℃~210℃，压力3.6 MPaG~4.0 MPaG，CO干基含量60%~75%的饱和态粗煤气，首先进行气液分离，分离出液相的粗煤气分为两股，一股20v%~30v%的粗煤气作为非变换气，另一股70%~80%的粗煤气进入粗煤气预热器与变换气换热提温至250℃～265℃，水/干气摩尔比为0.7～0.8，然后进入脱毒槽，脱毒后的粗煤气再次分为两股，其中第一支股占第二股粗煤气总量的65v%~75v%，其余为第二支股，分别进入所述等温变换炉和气冷变换炉；

第一支股进入等温变换炉内进行等温变换，控制等温变换炉进、出口温升为25℃~35℃；出等温变换炉的变换气温度为280℃～295℃，CO干基含量为5v%~6v%，水/干气摩尔比为0.08～0.1；变换气换热至270℃~285℃送去下游；汽包内的锅炉水同时进入第一组换热管和第二组换热管，与催化剂床层的反应热换热，生成压力为4.0~5.5MPaG、温度为250~270℃的中压饱和蒸汽返回汽包；

第二支股进入气冷变换炉变换，气冷反应器的反应热用于过热中压饱和蒸汽，出气冷变换炉的变换气温度为410~430℃，CO干基含量为13v%~14v%，水/干气摩尔比为0.1～0.2，换热至270℃~285℃后，与出等温变换炉换热后的变换气混合，进入粗煤气换热器与第二股粗煤气换热后，送去下游；汽包内的中压饱和蒸汽进入气冷变换炉取走反应热，生成温度为390℃~410℃的过热蒸汽，送出界外；

与第二股粗煤气换热后的变换气继续换热至190~210℃后与第一股粗煤气汇合，作为合成气送下游甲醇合成装置；控制合成气中的H₂与CO的摩尔比控制在2.1~2.3；

装置运行过程中，在线监测等温变换炉出口变换气CO干基体积含量，当等温变换炉出口变换气CO干基体积含量大于6%，将第二股粗煤气换热至265℃~280℃后送至气冷变换炉和等温变换炉，并关闭第一锅炉水管道上的阀门，第一组换热管不工作，汽包内的锅炉水仅进入第二组换热管，第二组换热管内的锅炉水与催化剂床层的反应热换热，生成压力为4.0~5.5MPaG、温度为250~270℃的中压饱和蒸汽返回所述汽包；等温变换炉出口变换气的温度为295~310℃，CO干基含量为5%~6%，水/干气摩尔比为0.08～0.1；气冷变换炉出口变换气温度为425~445℃，CO干基含量为13v%~14v%，水/干气摩尔比为0.1～0.2；出气冷变换炉的过热蒸汽温度为390℃~410℃。

2.根据权利要求1所述的配套甲醇合成的高CO变换工艺，其特征在于出所述等温变换炉的变换气进入低压蒸汽过热器，与压力为1.0 MPaG，温度为184℃的低压饱和蒸汽换热至270℃~285℃，低压饱和蒸汽过热至250℃；

所述气冷变换炉出口变换气先进入中压蒸汽发生器，副产压力为4.0~5.5MPaG、温度为250~270℃饱和中压蒸汽，返回所述汽包；变换气温度降至270℃~285℃，与出低压蒸汽过热器的来自等温变换炉出口的变换气并流。

3.根据权利要求2所述的配套甲醇合成的高CO变换工艺，其特征在于出所述粗煤气换热器的变换气温度降至225℃~240℃，然后进入低压蒸汽发生器回收热能，副产1.0 MPaG低压饱和蒸汽，低压饱和蒸汽进入低压蒸汽过热器过热；变换气温度降至190~210℃。