[发明专利]一种用于高浓度CO原料气的变换工艺

权利要求书

1.一种用于高浓度CO原料气的变换工艺，其特征在于：包括以下步骤

将来自上游的含高浓度CO的粗合成气先经过气液分离器分离夹带的水分，然后进入低压蒸汽发生器副产低压蒸汽，同时降低粗合成气的水气比；

出口的粗合成气再经过气液分离器分离凝液后，经过粗合成气加热器加热至变换催化剂起活温度，再通过脱毒槽过滤掉粉尘和有毒物质；

净化后的原料气分为两路，一部分依次进入蒸汽移热变换炉和高压蒸汽过热器，预热自产或界外来的高压蒸汽，再进入高压蒸汽发生器副产高压饱和蒸汽；高压蒸汽发生器出口的变换气与另一部分粗合成气混合后送至水汽混合移热变换炉，预热锅炉水并副产高压蒸汽；

结合全厂工艺流程或公用工程设置，利用余热换热器对变换气中的余热进行取热后进入下游低品位热量回收系统，或根据下游产品对氢碳比的要求，在余热回收后再设置一段变换反应器；

所述蒸汽移热变换炉包括竖向布置的筒状壳体，该壳体中设置有沿中心轴线竖向延伸并用于收集和引导反应后的变换气出反应器的第一中心管，该第一中心管的外围设置有蒸汽移热区，该蒸汽移热区的外围与壳体内壁之间形成粗合成气进气环隙，所述壳体中设置有能将其分隔为上下相对独立的上段与下段的变换气隔板，所述壳体顶部具有与上段相连通的粗合成气第一进料管，所述壳体底部连接有饱和蒸汽入口管和过热蒸汽出口管；

来自上游的含高浓度CO的粗合成气中一氧化碳干基体积含量为30%~90%；

所述的低压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为0.1~2.5MPaG；所述的高压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为2.5~8.0MPaG。

2.根据权利要求1所述的用于高浓度CO原料气的变换工艺，其特征在于：所述变换气隔板设置于催化剂床层总高度的1/2处，上段及下段内均装填有变换催化剂。

3.根据权利要求2所述的用于高浓度CO原料气的变换工艺，其特征在于：所述壳体中设置有多个贯穿上段及下段的U型蒸汽加热管，催化剂装填在各U型蒸汽加热管的间隙中。

4.根据权利要求3所述的用于高浓度CO原料气的变换工艺，其特征在于：所述壳体的顶部具有上封头、底部具有下封头，所述下封头中设置有能将U型蒸汽加热管的端口分隔为进口及出口的蒸汽进出口隔板，所述饱和蒸汽入口管与U型蒸汽加热管的进口相连接，所述过热蒸汽出口管与U型蒸汽加热管的出口相连接，所述U型蒸汽加热管内流通的饱和蒸汽取走变换反应的热量得到过热蒸汽并自过热蒸汽出口管输出。

5.根据权利要求1所述的用于高浓度CO原料气的变换工艺，其特征在于：所述上段的下部设置有上段催化剂卸料管；所述下段的下部设置有下段催化剂卸料口；所述下段的上部连接有粗合成气第二进料管及位于该粗合成气第二进料管上的第一控制阀，第一控制阀下游的粗合成气第二进料管连接有密封气进料管，密封气进料管上设有开关阀。

6.根据权利要求1所述的用于高浓度CO原料气的变换工艺，其特征在于：当按照设计的分股气量全负荷通过所述的蒸汽移热变换炉时，密封气进料管的开关阀关闭，粗合成气第二进料管的第一控制阀打开，粗合成气通过进气环隙均匀分布进入两段蒸汽移热区反应，反应后的变换气进入中心管，最终通过变换气出口离开变换炉；当负荷降低至50%以下时，关闭粗合成气第二进料管的第一控制阀，让粗合成气只经过上段蒸汽移热区反应，此时密封气进料管的开关阀打开，向下段蒸汽移热区通入密封气。

7.根据权利要求1 ~ 6中任一权利要求所述的用于高浓度CO原料气的变换工艺，其特征在于：所述水汽混合移热变换炉包括竖向布置的筒体，该筒体中设置有沿中心轴线竖向延伸并用于收集和引导反应后的变换气出反应器的第二中心管，该第二中心管的外周沿径向依次向外布置有水移热区、水汽移热区及能均匀分布进变换炉的粗合成气的变换气进气环隙，所述水移热区和水汽移热区中均装填有变换催化剂，所述筒体中设置有竖向延伸并贯通的若干根列管，水移热区列管内通有低温锅炉水用于取走反应热，同时预热锅炉水；水汽移热区列管内通有高温锅炉水用于将反应热量及时导出，同时副产高等级的饱和蒸汽。