[发明专利]一种焦炉气中的CO变换处理装置及其变换处理方法

说明书

本发明属于焦炉气净化领域，具体涉及一种焦炉气中的CO变换处理装置及其变换处理方法。所述CO变换处理装置设置在焦炉气除氧精脱硫装置脱硫槽出口，包括汽包、等温变换炉、降温增湿器、进出物料换热器、0.5MPa废锅、水冷器，本发明的方法通过调节降温增湿器喷入锅炉水的量，控制焦炉气和锅炉水的摩尔比，达到控制变换率的作用，根据焦炉气组分及变换催化剂运行工艺条件，选择铜系变换催化剂，等温变换炉进口不需要设置换热器，实现除氧精脱硫装置与变换处理装置的热量耦合利用。

技术领域

本发明属于焦炉气净化领域，具体涉及一种焦炉气中的CO变换处理装置及其变换处理方法。

背景技术

焦炉气是炼焦过程中的一种副产品，焦炉气的主要组分是氢气60～62％，氮气2.5～4.5％甲烷20～22％，一氧化碳7～8％，二氧化碳2～3％，乙烯目前焦炉气的利用方式主要是作为燃料气和作为化工产品的原料气。原料焦炉气经过前端预处理脱除气体中的焦油、苯、硫化氢等杂质后，再经过压缩升压，进一步深度净化除去焦炉气中的焦油、苯、萘、硫、氧气等杂质。经过净化后的原料焦炉气现阶段主要有三种处理工艺，第一种方式是焦炉煤气甲烷转化成CO和H₂的工艺，利用转化后的气体再进一步净化，从而合成甲醇、液氨等化工产品。第二种方式是焦炉气甲烷化制天然气工艺，利用深度净化后的焦炉气中的CO、CO₂与H₂反应生成CH₄，最终经过提纯后得到天然气产品。第三种方式是焦炉气中各主要组分分质利用，生产LNG、甲醇、乙二醇等化工产品。具体是首先将焦炉气进行深度净化，脱除杂质后，采用深冷分离工艺，分离出LNG、CO、H₂等产品。分离出的CO、H₂等气体进一步合成甲醇、乙二醇等化工产品。分离出的LNG作为商品出售。将原料焦炉气送到深冷装置，分离出LNG、一氧化碳、氮气、氢气。分离出来的一氧化碳、氢气送到后工序生产甲醇或者合成氨。针对以上三种工艺处理方法，具有一定的局限性：

(1)装置能耗较高。对于方法一与方法二，需要对焦炉气中的CO、H2、CH4等分子进行重整、转化，需要在生产过程中提供一定的能量及氧气、蒸汽等物料。

(2)产品气LNG、H₂、CO等组分比例不能调整。方法三第一个局限是受上游焦炉气组分波动，会影响产品LNG、甲醇、乙二醇等化工产品产量，二是化工产品价格受市场变动时，产品规模不能及时调整，导致装置运行经济水平受到影响。

(3)装置投资较大。方法一及方法二需要配套建设焦炉气转化装置、空分制氧等装置，装置投资较大。

因此，需要对焦炉气中的CO进行变换处理，解决现有技术方法存在的局限性，以降低投资、节约能耗、提高装置的运行经济水平。

发明内容

针对上述问题本发明提供了一种焦炉气中的CO变换处理装置及其变换处理方法，本发明根据焦炉气中一氧化碳组分、硫化氢组分、变换催化剂使用工况等条件后，采用将焦炉气体中的CO变换方法，调整焦炉气中的氢气含量。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：