[发明专利]一种粉煤合成气与水煤浆合成气配比变换的工艺及变换装置

说明书

本发明提供了一种粉煤合成气与水煤浆合成气配比变换的工艺，本发明将水煤浆合成气与粉煤合成气配比共同进行CO变换反应，并且，进一步将水煤浆合成气分为两股，粉煤合成气各自分成3股按照特定的分配比例和混合方式进行混合，不仅解决了催化剂床层温度提升降低速度慢的问题，同时降低了碳氢比调节的操作难度，使系统整体能耗下降，运行效率整体上升。而且，本发明利用煤间接液化产生的合成水去制备水煤浆，在利用水煤浆产生合成气，不仅对煤间接液化产生的合成水进行了回收利用，还减少了污水处理时所产生的能耗。本发明还提供了一种粉煤合成气与水煤浆合成气配比变换的装置。

技术领域

本发明属于合成气变换技术领域，尤其涉及一种粉煤合成气与水煤浆合成气配比变换的工艺及变换装置。

背景技术

合成气是以一氧化碳和氢气为主要组分，用作化工原料的一种原料气。合成气的原料范围很广，可由煤或焦炭等固体燃料气化产生，也可由天然气和石脑油等轻质烃类制取，还可由重油经部分氧化法生产。

制造合成气的原料含有不同的H/C摩尔比，对煤来说约为11，石脑油约为2.4：1，天然气最高为4：1。由这些原料所制得的合成气，其组成比例也各不相同，通常不能直接满足合成产品的需要。例如：作为合成氨的原料气，要求H/N₂＝3，需将空气中的氮引入合成气中；生产甲醇的合成气要求H₂/CO≈2或(H2－CO₂)/(CO+CO₂)≈2；用羰基合成法生产醇类时，则要求H₂/CO≈1；生产甲酸、草酸、醋酸和光气等则仅需要一氧化碳。为此，在合成气制得后，尚需调整其组成，调整的主要方法是利用水煤气反应(变换反应)，以调整一氧化碳和氢气的比例。

而我国是当今世界上能源结构以煤为主的少数国家之一，利用煤炭制备合成气一直是国内技术的主流，粉煤气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高、煤处理量大、洁净、高效等技术优势，代表了煤气化技术的发展主流，有更强的市场竞争力。

但是粉煤合成气水汽比较低，但CO含量高，进入变换装置后，变换炉炉温在CO与H2O反应中比较剧烈，催化剂床层温度因为反应热的缘故会偏高很多，操作上氢碳比控制难度增大，整体系统产生热量偏多，系统能耗相对增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉煤合成气与水煤浆合成气配比变换的工艺及变换装置，本发明中的工艺解决了操作上氢碳比调节难度大、催化剂床层温度提升降低速度慢的问题，系统整体能耗下降，运行效率整体上升。

本发明提供一种粉煤合成气与水煤浆合成气配比变换的工艺，包括以下步骤：

粗煤气的预处理：将粗煤气进行气液分离和过滤；

所述粗煤气包括三股，分别为水煤浆气化合成气、第一股粉煤气化合成气和第二股粉煤气化合成气；

所述水煤浆气化合成气、第一股粉煤气化合成气与第二股粉煤气化合成气的气体流量之比为：1：(1～5)：(1～5)；

所述水煤浆气化合成气由煤间接液化产生的合成水配制得到的水煤浆制成；

CO变换：预处理后的水煤浆气化合成气分为两路，第一路与第一股粉煤气化合成气混合，得到的第一混合气依次进行第一次CO变换反应、热量回收、喷淋洗涤和第二次CO变换反应；

第二路与第二股粉煤气化合成气混合，得到的第二混合气依次进行第一次CO变换反应、热量回收、喷淋洗涤和第二次CO变换反应；

预处理后的第一股粉煤气化合成气分为三路，第一路与所述第一路水煤浆气化合成气混合，进行后续的CO变换反应；

第二路与进行完所述第一次CO变换得到的第一变换气混合，进行第二次CO变换反应；

第三路直接进行气液分离后送出界外；