[发明专利]CO原料气脱氢净化工艺中规避临氧爆炸风险的方法

摘要

本发明提供了一种CO原料气脱氢净化工艺中规避临氧爆炸风险的方法，CO原料气脱氢净化反应体系是通过O2与H2的选择性氧化反应脱除高浓度CO原料气中的H2杂质，在反应的初始阶段，体系中存在CO和H2等可燃性气体，在反应过程中还可能产生CH4等低碳烃类，这些气体在一定的浓度区间极容易与体系中的O2发生临氧爆炸。本发明针对CO原料气中氢气含量及脱氢净化工艺的反应特性，综合考虑在反应运行期间可能造成混合气爆炸极限宽化的各种情况，给出了相应解决方案及相关的工艺操作参数。该方法简单有效，针对性强，能有效规避在工艺操作周期中可能出现的临氧爆炸风险，保障CO原料气脱氢净化工艺在小试阶段、模试阶段、中试阶段乃至工业化阶段的安全运行。

主权项

1.一种CO原料气脱氢净化工艺中规避临氧爆炸风险的方法，具体工艺步骤如下：A.在反应的启动阶段，首先引入N2或Ar惰性气体充满反应床层，然后缓慢升温至设定的反应温度90～140℃，待达到设定温度后，按500～3000h‑1的空速向体系中通入待处理的原料气；待原料气流速和体系压力稳定后，再向体系中引入O2，为达到最佳的脱氢效果和规避临氧爆炸极限的平衡点，O2与H2的进料比设定为O2/H2＝3～8：4；所述的原料气中CO含量为90～99.9vol.％，H2含量为0.1～10vol.％；B.在反应运行的前期和中期，催化剂在0.1～0.4MPa、90～120℃就达到最佳脱氢活性；为防止混合气的爆炸极限发生宽化，此时需要密切监控O2流量、反应温度和压力的变化，使混合气远离爆炸极限；即，当反应床层温度超出加热温度40～70℃时，将O2与H2的进料比调整至O2/H2＝2～4：4；当反应床层温度超出加热温度70～100℃时，将O2与H2的进料比调整至O2/H2＝0.5～3：4；当反应床层温度超出加热温度100℃以上时，应迅速切断O2，并增大CO原料气空速；当反应床层压力突增并超过CO原料气进气压力时，应迅速切断CO原料气和O2气源，同时通入冷的高压N2或Ar降温；C.在反应运行的末期，催化剂的活性和选择性都有所降低，混合气中CO2和CH4的含量明显增加，根据初始CO中H2含量的不同，CO2的含量为0.1～3vol.％，CH4的含量为0.1～5vol.％，为保证催化剂的活性，需要将反应温度升至120～180℃，此时温度和压力的调整会使爆炸极限出现宽化，需要将O2与H2的进料比调整至O2/H2＝0～2：4；D.在装置正常停车检修或遇故障紧急停车时，首先切断O2气源，通过气相色谱不断对尾气进行检测，当尾气中O2组分的浓度低于1000ppm时切断原料气气源并关闭加热装置，同时通入N2或Ar惰性气体不断吹扫和置换床层中的反应气体，惰性气体的空速控制在1800～2200h‑1；在降温过程中，通过气相色谱不断对尾气进行检测，当检测不到CO和H2组分时且床层降至室温时，将气液分离器中的液体完全放空，最后切断惰性气体气源并关闭冷凝循环泵。