[发明专利]一氧化碳低温变换工艺

说明书

本发明涉及合成氨厂的一氧化碳变换反应工艺。

目前我国以煤造气的小合成氨厂一氧化碳变换压力为0.7-0.8mPa与1.2-1.3mPa，采用铁-铬系中温变换催化剂，其耐硫性差，易粉化、变换炉入口气体温度在350℃左右，为保证入口气体温度必须采取提温措施，如采用热交换器。因此流程长，设备多，能耗大，大修间隔期短。近年来国内外中温变换铁铬系催化剂串宽温区钴钼系变换催化剂已得到广泛的应用，全部用钴钼系取代铁铬系变换催化剂也有工厂应用，但其变换炉进口温度大都在270℃左右，最低在227℃（如丹麦TOPS∮E公司），由于进口温度仍然较高，还必须使用热交换器进行提温。

为了节能增产要研究一种用宽温区的钴钼系耐硫一氧化碳变换催化剂全部取代传统的铁铬系中温变换催化剂的低温变换工艺流程。本发明的目的就是要提供一种一氧化碳低温变换工艺，该工艺具有流程短、能耗低、操作简单等特点。

本发明的目的是采用下述方法实现的，变换炉分二段或三段，全部采用低温活性优异的宽温区钴-钼系耐硫低温变换催化剂，如湖北省化学研究所研制并生产的EB-4催化剂（中国专利申请号90102336.1，该催化剂是以活性r-Al₂O₃为载体，用钼酸铵和可溶性钴盐及可溶性钾盐组成浸渍液，浸渍液中加入了适量H₂O₂或K₂CrO₇、KMnO₄、NH₂S₂O₈等氧化剂，浸渍制得产物低温晒凉干而得含CoO3-7%、MoO₃15-22%，K₂O5-20%的产品）。含CO₂8-12%，CO24-32%，H₂38-40%，N₂20-23%，CH₄+Arl-2%，H₂S0.1-20g/Nm的半水煤气，从饱和热水塔出来经添加过热蒸汽后，不经换热提温直接进入变换炉一段（或第一变换炉），其气体温度为100-180℃，最好为125-150℃，汽气比（水蒸汽比干气的体积比）为0.4-0.5，变换炉压力0.6-1.4mPa，变换炉温度350-380℃，对于二段变换流程，一段出口气体一氧化碳含量为4-6%，出口气体温度为350-380℃，经蒸汽过热器和调温水加热器降温至160-180℃后进入第二段（或第二变换炉）进行变换，变换炉温度200-250℃，出口的气体一氧化碳含量降至1-2%。对于三段变换流程，一段出口气体一氧化碳含量6-10%，气体温度350-380℃，经蒸汽过热器换热降温至300-330℃左右入二段（或第二变换炉）进行变换，变换炉压力和温度同一段，二段出口气体一氧化碳含量4-6%，出口温度350℃，气体经调温水加热器或喷汽凝水法降温至160-200℃进入三段（或第三变换炉）进行变换，变换炉温度200-250℃，出口气体一氧化碳含量降至1-2%。

变换工艺流程如附图所示。

图1是二段低温变换工艺流程图

图2是三段低温变换工艺流程图

图中序号1是饱和热水塔，2汽水分离器，3变换炉，4蒸汽过热器，5调温水加热器。

图1中造气工序来的半水煤气经饱和热水塔1与热水接触增湿，进入汽水分离器2和过热蒸汽混合调节汽气比（水蒸汽与干气体积比）到0.4-0.5，温度为100-180℃，并分离出水后进入变换炉一段，控制变换炉温度为350-380℃，压力为0.6-1.4mPa，使一段出口气体一氧化碳含量降至4-6%，一段出口气体经蒸汽过热器4换热和调温水加热器5将气体温度降至160-180℃后，进入第二段变换炉，二段变换炉压力不变，温度为200-250℃，二段含一氧化碳1-2%出口气体入饱和水热塔1回收热量。蒸汽过热器通入低温蒸汽，经加热过热后入汽水分离器2。调温水加热器5通入冷却水，冷却水经换热加热后送入饱和热水塔。

图2中三段变换流程与二段变换流程不同处是一段出口气体含一氧化碳6-10%，经蒸汽过热器4换热降温到300-330℃进入二段变换炉、二段变换炉出口气体一氧化碳含量4-6%，温度350左右再经调温水加热器喷汽凝水法降至160-200℃后进入三段变换炉，三段变换温度200-250℃，使气体中一氧化碳含量降至1-2%。

这种工艺流程与现有传统的中变流程或中串低流程相比有下列优点：

1.蒸汽消耗进一步下降;