本發明專利技術涉及到一種飽和塔循環CO變換工藝，其包括下述步驟：由粉煤氣化單元送來的粗合成氣分成兩股，第一股粗合成氣在飽和塔內增濕提溫后與高壓蒸汽和第一股一次變換氣混合，再補入中壓鍋爐水后進入1#變換爐進行變換反應；得到的一次變換氣換熱后分成兩股，第二股一次變換氣與第一股粗合成氣混合，得到一變混合氣混合并補入中壓蒸汽后進入2#變換爐繼續進行變換反應；二次變換氣換熱后進入3#變換爐反應。本發明專利技術的粗合成氣和一次變換氣分股操作，有效降低了進入變換爐的CO濃度，變換爐操作溫度低，催化劑運行環境溫和，延長了催化劑的使用壽命和裝置運行周期；同時節約了蒸汽用量，節能降耗效果顯著。
【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及到一種飽和塔循環CO變換工藝，其包括下述步驟：由粉煤氣化單元送來的粗合成氣分成兩股，第一股粗合成氣在飽和塔內增濕提溫后與高壓蒸汽和第一股一次變換氣混合，再補入中壓鍋爐水后進入1#變換爐進行變換反應；得到的一次變換氣換熱后分成兩股，第二股一次變換氣與第一股粗合成氣混合，得到一變混合氣混合并補入中壓蒸汽后進入2#變換爐繼續進行變換反應；二次變換氣換熱后進入3#變換爐反應。本專利技術的粗合成氣和一次變換氣分股操作，有效降低了進入變換爐的CO濃度，變換爐操作溫度低，催化劑運行環境溫和，延長了催化劑的使用壽命和裝置運行周期；同時節約了蒸汽用量，節能降耗效果顯著。【專利說明】一種飽和塔循環CO變換工藝
本專利技術涉及到CO變換工藝，具體指一種飽和塔循環CO變換工藝。
技術介紹
近年來我國煤氣化技術取得了長足發展，尤其是采用廢熱鍋爐流程的粉煤加壓氣化技術，具有對煤質要求低、合成氣中有效組分高、運行費用低且環境友好等特點，被國內越來越多的大型煤化工裝置所采用。廢熱鍋爐流程粉煤加壓氣化技術生成的粗合成氣中CO干基體積含量通常高達60%以上，同時水蒸汽體積含量小于20%，粗合成氣具有水蒸汽含量低和CO含量高的顯著特點。廢熱鍋爐流程的粉煤加壓氣化技術用于造氣來配套合成氨、制氫、合成甲醇等裝置時均需配置CO變換工序，通過變換來調節合成氣中的氫碳比或將盡量多的CO變換為氫氣。因此，不論是生產合成氨或者甲醇等產品均面臨著強放熱的高濃度CO變換技術難題，所以廢熱鍋爐流程的粉煤加壓氣化技術近年來的推廣和發展，也極大的推動了我國高濃度CO變換技術的發展和進步。變換反應是水蒸汽和CO的等摩爾反應，生成二氧化碳和氫氣的同時放出大量反應熱。對于不同煤氣化技術所生成的粗合成氣，變換工序的化學反應過程均相同，但是變換流程需根據粗合成氣的特點進行有針對性的設計。對于采用廢熱鍋爐流程的粉煤加壓氣技術生成的粗合成氣，在變換工序進行CO變換反應時，變換流程設計的重點和難點是如何有效的控制CO變換反應的床層溫度，延長變換催化劑的使用壽命以及降低變換反應能耗。目前配套于該氣化技術的變換流程，較普遍的采用了高水氣比的耐硫變換工藝，變換工序均設置在粗合成氣脫硫之前。采用高水氣比耐硫變換工藝，其流程特點是為了防止預變爐超溫，在預變換爐入口一次性添加大量中壓過熱蒸汽，使粗合成氣中的水/干氣摩爾比達到1.30以上，然后分段進行變換反應，最終變換氣出口 CO干基體積含量一般不高于 0.4%。現有的高水氣比CO變換流程為了抑制變換反應的超溫，在粗合成氣進入預變換爐之前配入大量中壓過熱蒸汽，使其水/干氣摩爾比達到1.3~1.5，但即使這樣，由于粗合成氣中的CO濃度高以及劇烈的放熱反應，裝置在運行過程中仍然經常發生預變換爐超溫問題。一旦超溫必造成預變催化劑活性急劇衰退，催化劑更換頻繁，影響變換裝置的長周期穩定運行；同時由于需要配入較多的中壓過熱蒸汽，導致裝置能耗高運行成本大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種飽和塔循環CO變換工藝，以解決現有高水氣比CO變換工藝變換爐容易超溫、催化劑壽命短、能耗高等一系列技術問題。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為:該飽和塔循環CO變換工藝，其特征在于包括下述步驟:由粉煤氣化單元送來的溫度155°C~165°C、壓力3.65Mpa (G)~3.75Mpa (G)、水/干氣摩爾比0.18~0.19、C0干基體積含量60%~70%的粗合成氣分成兩股，第一股粗合成氣與第二股粗合成氣的體積比為70~80:30~20 ；第一股粗合成氣從飽和塔的側壁下部進入飽和塔，與從上部進入的熱水塔底部送來的溫度為205°c~215°C的工藝循環水逆流接觸進行傳熱傳質；工藝循環水溫度降低到160°C~170°C從飽和塔底部送出，經飽和塔底泵加壓后送到熱水塔進行循環加熱，同時抽出工藝循環水總量的3%~8%去后系統進行汽提，防止有害物質在工藝循環水系統累積；第一股粗合成氣在飽和塔內增濕的同時被提溫，溫度達到195°C~205°C，水/干氣摩爾比達到0.80~0.90，增濕提溫后的第一股粗合成氣從飽和塔頂部送出；第二股粗合成氣與利用高壓蒸汽噴射器噴射溫度535°C~540°C、壓力9.0Mpa(G)~ll.0Mpa (G)的高壓蒸汽產生動力所吸入的第一股一次變換氣進行混合，然后進入氣液混合器補入中壓鍋爐水后進入1#變換爐進行變換反應；控制進入1#變換爐的混合氣溫度245°C~255°C、CO干基體積含量45%~50%、水/干氣摩爾比1.1~1.3 ;出1#變換爐的一次變換氣溫度為420°C~430°C，CO干基體積含量6.8%~7.8%，水/干氣摩爾比0.55~0.65,一次變換氣進入第一預熱器加熱工藝循環水，同時一次變換氣溫度降至370°C~380°C ；出第一預熱器的一次變換氣分成兩股，第一股一次變換氣與第二股一次變換氣的流量比為15~20:80~85 ;其中第一股一次變換氣通過高壓蒸汽噴射器抽吸返回到1#變換爐的入口 ；第二股一次變換氣與出飽和塔的增濕提溫后的第一股粗合成氣混合，得到一變混合氣；混合后的一變混合氣溫度250°C~260°C，CO干基體積含量40%~45%，水/干氣摩爾比0.70~0.80，補入中壓蒸汽后進入2#變換爐繼續進行變換反應；控制進入2#變換爐的一變混合氣溫度為245°C~255°C，水/干氣摩爾比0.80~0.90 ;出2#變換爐的二次變換氣溫度為430°C~440°C、C0干基體積含量6.0%~7.0%、水/干氣摩爾比為0.35~0.45 ;二次變換氣進入中壓廢鍋產出溫度250°C、壓力4.0Mpa(G)的中壓飽和蒸汽；二次變換氣溫度降至340°C~350°C，進入第二預熱器加熱工藝循環水，二次變換氣溫度進一步降低至225°C~235°C，進入3#變換爐繼續進行變換反應；出3#變換爐的三次變換氣溫度為265°C~275°C、C0干基體積含量為1%~1.5%、水/干氣摩爾比0.35~0.45 ;三次變換氣進入第三預熱器加熱工藝循環水；三次變換氣溫度降至170°C~180°C從下部進入熱水塔，與來自飽和塔的從中部進入的工藝循環水逆流接觸進行傳質傳熱，然后在熱水塔的上部與來自后系統的凈化工藝冷凝液以及補入的中壓鍋爐水進行逆流傳質傳熱，凈化工藝冷凝液和中壓鍋爐水質量之比為1:1~1:2，三次變換氣溫度逐漸降低至160~170°C，從熱水塔頂部送去下游回收余熱；從熱水塔底部送出的工藝循環水溫度升至165°C~175°C，經熱水塔底泵加壓并依次經第三預熱器、第二預熱器和第一預熱器逐級換熱至205 °C~215 °C后送飽和塔。與現有技術相比較，本專利技術的優點在于:1、使用飽和塔對粗合成氣進行增溫增濕，可節省大量中壓過熱蒸汽，顯著的降低了變換單元的蒸汽消耗；2、通過利用蒸汽噴射吸入變換后的低濃度CO進行循環，有效降低了進入變換爐的CO濃度，達到了變換爐操作溫度降低，催化劑運行環境溫和，催化劑使用壽命變長，變換單元穩定運行周期長；3、在整個變換反應過程中，僅有25%~35%的粗合成氣和部分循環回來的一次變換氣混合后的水/干氣摩爾比達到1.1~1.3，但整個變換系統的水氣比始終較低，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種飽和塔循環CO變換工藝，其特征在于包括下述步驟：由粉煤氣化單元送來的溫度155℃～165℃、壓力3.65Mpa（G）～3.75Mpa（G）、水/干氣摩爾比0.18～0.19、CO干基體積含量60%～70%的粗合成氣分成兩股，第一股粗合成氣與第二股粗合成氣的體積比為70～80：30～20；第一股粗合成氣從飽和塔的側壁下部進入飽和塔(1)，與從上部進入的熱水塔(12)底部送來的溫度為205℃～215℃的工藝循環水逆流接觸進行傳熱傳質；工藝循環水溫度降低到160℃～170℃從飽和塔(1)底部送出，經飽和塔底泵(2)加壓后送到熱水塔(12)進行循環加熱，同時抽出工藝循環水總量的3%～8%去后系統進行汽提，防止有害物質在工藝循環水系統累積；第一股粗合成氣在飽和塔(1)內增濕的同時被提溫，溫度達到195℃～205℃，水/干氣摩爾比達到0.80～0.90，增濕提溫后的第一股粗合成氣從飽和塔(1)頂部送出；第二股粗合成氣與利用高壓蒸汽噴射器(3)噴射溫度535℃～540℃、壓力9.0Mpa（G）～11.0Mpa（G）的高壓蒸汽產生動力所吸入的第一股一次變換氣進行混合，然后進入氣液混合器(4)補入中壓鍋爐水后進入1#變換爐(5)進行變換反應；控制進入1#變換爐(5)的混合氣溫度245℃～255℃、CO干基體積含量45%～50%、水/干氣摩爾比1.1～1.3；出1#變換爐(5)的一次變換氣溫度為420℃～430℃，CO干基體積含量6.8%～7.8%，水/干氣摩爾比0.55～0.65，一次變換氣進入第一預熱器(6)加熱工藝循環水，同時一次變換氣溫度降至370℃～380℃；出第一預熱器(6)的一次變換氣分成兩股，第一股一次變換氣與第二股一次變換氣的流量比為15～20：80～85；其中第一股一次變換氣通過高壓蒸汽噴射器(3)抽吸返回到1#變換爐(5)的入口；第二股一次變換氣與出飽和塔(1)的增濕提溫后的第一股粗合成氣混合，得到一變混合氣；混合后的一變混合氣溫度250℃～260℃，CO干基體積含量40%～45%，水/干氣摩爾比0.70～0.80，補入中壓蒸汽后進入2#變換爐(7)繼續進行變換反應；控制進入2#變換爐(7)的一變混合氣溫度為245℃～255℃，水/干氣摩爾比0.80～0.90；出2#變換爐(7)的二次變換氣溫度為430℃～440℃、CO干基體積含量6.0%～7.0%、水/干氣摩爾比為0.35～0.45；二次變換氣進入中壓廢鍋(8)產出溫度250℃、壓力4.0Mpa(G)的中壓飽和蒸汽；二次變換氣溫度降至340℃～350℃，進入第二預熱器(9)加熱工藝循環水，二次變換氣溫度進一步降低至225℃～235℃，進入3#變換爐(10)繼續進行變換反應；出3#變換爐(10)的三次變換氣溫度為265℃～275℃、CO干基體積含量為1%～1.5%、水/干氣摩爾比0.35～0.45；三次變換氣進入第三預熱器(11)加熱工藝循環水；三次變換氣溫度降至170℃～180℃從下部進入熱水塔(12)，與來自飽和塔(1)的從中部進入的工藝循環水逆流接觸進行傳質傳熱，然后在熱水塔(12)的上部與來自后系統的凈化工藝冷凝液以及補入的中壓鍋爐水進行逆流傳質傳熱，凈化工藝冷凝液和中壓鍋爐水質量之比為1：1～1：2，三次變換氣溫度逐漸降低至165℃，從熱水塔(12)頂部送去下游回收余熱；從熱水塔(12)底部送出的工藝循環水溫度升至165℃～175℃，經熱水塔底泵(13)加壓并依次經第三預熱器(11)、第二預熱器(9)和第一預熱器(6)逐級換熱至205℃～215℃后送飽和塔(1)。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：施程亮，許仁春，程雄志，曹立群，張俊，方嘯，楊玉才，
申請(專利權)人：中石化寧波工程有限公司，中石化寧波技術研究院有限公司，中石化煉化工程集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33
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