[发明专利]一种用于高浓度一氧化碳全部变换工艺

权利要求书

1.一种用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于包括以下步骤：将来自上游的含高浓度一氧化碳的粗合成气先经过气液分离器分离夹带的水分，然后进入原料气加热器加热至变换催化剂起活温度，再经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，一路经过分段式轴径向绝热变换反应器，分段式轴径向绝热变换反应器的出口的高温变换气先经过高压蒸汽过热器过热自产高压饱和蒸汽，出口变换气根据需要补充自产饱和蒸汽以提高系统水气比，再经过一个或一组余热换热器对变换气进行取热后，与另一路粗合成气混合；

混合后的变换气根据变换深度需要补充中压锅炉水后，进入可控等温变换反应器，副产高压饱和蒸汽，可控等温变换反应器的出口变换气依次经过一个或一组余热换热器，以及低压蒸汽过热器，对自产低压蒸汽过热器过热后，再补入中压锅炉水，进入第三段变换炉进行变换反应；

第三段变换炉的反应出口的变换气进入下游低品位热量回收系统；

所述的分段式轴径向绝热变换反应器包括内部中空的筒体，该筒体的顶部具有上封头，底部具有下封头，所述筒体内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中心管，所述中心管的外围区域沿轴向自上而下分隔为相对独立的第一绝热区、第二绝热区及第三绝热区，且相邻绝热区之间采用隔板进行隔离，各绝热区均具有粗合成气进料口、催化剂装卸料口，所述第一绝热区、第二绝热区的粗合成气进料口管线上分别设有密封气进料口以及开关阀，变换气出口设置在所述的下封头处；

所述可控等温变换反应器的锅炉水下降总管分为两路，其中一路总管设有控制阀，并和与其相连接的列管、蒸汽上升总管组成一个可控饱和蒸汽发生系统。

2.根据权利要求1所述的用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于：所述第一绝热区具有粗合成气一段进料口，密封气一段进料口、一段催化剂装料口；第二绝热区具有粗合成气二段进料口、密封气二段进料口、二段催化剂卸料口、二段催化剂装料口；第三绝热区具有粗合成气三段进料口、三段催化剂卸料口、三段催化剂装料口；粗合成气一段进料口和粗合成气二段进料口上设有开关阀。

3.根据权利要求1所述的用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于：所述第二绝热区内设有气体分布器，用于均布从反应器中间筒体进入的粗合成气。

4.根据权利要求1所述的用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于：所述的第一绝热区和第二绝热区的高度分别占催化剂床层总高度的25%，第三绝热区高度占催化剂床层总高度的50%。

5.根据权利要求1所述的用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于：所述的密封气为对反应没有影响且对最终产品也没有影响的一股连续高压气体，该高压气体选自氮气、蒸汽、工艺气、来自低温甲醇洗循环气压缩机出口的气体。

6.根据权利要求1 ~ 5中任一权利要求所述的用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于：所述来自上游的含高浓度一氧化碳原料气中一氧化碳干基体积含量30~90%，水/绝干气体积比为0.1~1.6，压力范围为1.0~9.0MPaG。

7.根据权利要求1 ~ 5中任一权利要求所述的用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于：所述低压蒸汽过热器副产饱和蒸汽压力范围为0.1~2.5MPaG；所述高压蒸汽过热器副产饱和蒸汽压力范围为2.5~8.0MPaG。

8.根据权利要求1 ~ 5中任一权利要求所述的用于高浓度一氧化碳全部变换工艺，其特征在于：所述的原料气加热器为一个或多个换热器串联或并联组合，其原料气加热后的出口温度为150~350℃；混合气的温度要求在露点之上，且应能达到催化剂的起活温度；所述的余热换热器为一个或多个换热器串联或并联组合，余热换热器一侧为冷流体，余热换热器另一侧热流体为变换气，出口温度为50~400℃。