[实用新型]一种低水气比CO变换装置

说明书

本实用新型属于煤化工装置CO变换工艺技术领域，涉及一种低水气比CO变换装置。针对来自煤气化装置高CO粗合成气，采用流量分股的方式，将粗煤气合理分为两股物流，降低其中一股的水气比，从而控制1#变换炉的反应深度和床层热点温度，避免了反应器出现超温现象。另外一股与来自1#变换炉的气体混合后CO浓度大幅降低，极大降低了2#变换炉的发生甲烷化反应的可能性。本实用新型的工艺流程具有抗上游装置运行波动能力强，系统能量集成效果好、节能降耗显著等特点。

技术领域

本实用新型属于煤化工装置CO变换工艺技术领域，涉及一种低水气比CO变换装置。

背景技术

在煤气化配套装置中，一氧化碳变换装置通过变换反应调节气化装置产出粗煤气的氢碳比，满足下游产品的需要，其工艺技术的选择，既要结合不同气化工艺产出的粗煤气的特点，也要考虑到后续装置及下游产品的要求。各种气化工艺产出的粗煤气的组成相差较大，即便针对下游同一产品，与不同气化工艺配套的变换工艺技术也不尽相同。CO变换工艺的选择，除了应适应粗煤气组成及满足产品要求以外，还应考虑安全及节能等问题。

在煤气化工艺中.激冷型流程越来越受到关注，主要包括国外引进的GSP粉煤气化工艺和国内自主开发的“航天炉”、SE东方炉粉煤气化工艺等。激冷型粉煤气化与废热锅炉型粉煤气化(典型工艺如Shell粉煤气化)均产生高浓度CO的粗合成气.激冷型粉煤气化水气比在0.7～1.0.废热锅炉型粉煤气化0.2左右，粉煤气化的变换操作压力约3.8MPa，其粗煤气的CO干基很高，达60％以上，有的甚至到70％，变换反应的推动力大，一氧化碳变换反应属于强放热反应，是一个热力学控制过程，反应的热点温度高达450℃以上。反应非常剧烈，非常容易造成变换炉超温。

目前，工业生产中一氧化碳变换反应大多数采用多段绝热反应器串联工艺，从而达到工艺气中一氧化碳的转换率要求。传统采用高水气比CO变换工艺，该工艺是通过在粗煤气中补加过量蒸汽至高水气比来完成变换反应。先使部分或全部气体通过第一反应器，在第一反应器的人口添加了大量的蒸汽，通常使水气比达到1.4以上，该技术存在的主要问题：由于水气比和CO含量都高，反应的推动力大，反应的深度难以控制。实际运行中，在催化剂使用初期阶段，有时不得不采用氮气稀释或提高水气比或移出部分催化剂的办法来降温，影响催化剂的使用寿命；同时变换工段的蒸汽消耗大，变换气的热回收系统最终通过设置多台换热器，加热脱盐水和循环水冷却等方式来实现，变换气的冷凝液量大，极大增加了下游污水处理的负荷与难度，装置能耗高，投资大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足之处，而提供了一种低水气比CO变换工艺及装置，整个工艺流程具有能量集成效果好、节能降耗显著等特点。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种低水气比CO变换装置，该装置包括低压蒸汽发生器、1#脱毒槽，1#变换炉，2#脱毒槽，1#变换炉和水解反应器；粗合成气的输出管道与1#气液分离器相连，所述1#气液分离器的顶部粗合成气输出端分为两股物流；

第一股物流通过管道依次经过低压蒸汽发生器和2#气液分离器，2#气液分离器顶部输出端经过原料气加热器后依次进入1#脱毒槽、1#变换炉、原料气加热器和1#高压蒸汽发生器，所述1#高压蒸汽发生器的输出端与1#高压锅炉给水预热器相连；

第二股物流通过原料气加热器和2#脱毒槽与1#高压锅炉给水预热器输出端相连后进入2#变换炉；2#变换炉的输出端依次经过1#高压蒸汽过热器、2#高压蒸汽过热器、2#高压蒸汽发生器、2#高压锅炉给水预热器后进入水解反应器，所述水解反应器的输出端依次与脱盐水加热器和3#气液分离器相连；

所述3#气液分离器顶部的输出端经过变换气水冷器后，进入4#气液分离器，所述4# 气液分离器顶部的输出端送去界外酸性气体脱出单元。

上述装置中：所述2#变换炉的输入端引出一根管道作为调节旁路，与2#高压蒸汽发生器的输出端相连。