本發明專利技術涉及一種飽和塔等溫爐串絕熱爐CO變換工藝。其特征在于包括下述步驟：氣液分離的粗煤氣除去雜質后送入飽和塔內，在飽和塔內被增濕提溫后，再與來自管網的中壓過熱蒸汽充分混和，再次提溫增濕，隨后分為兩股，即第一股和第二股，第一股的體積為總體積的20～40%，第一股送入等溫變換爐進行深度變換反應，出等溫變換爐的變換混合氣與第二股粗煤氣混合后，進入氣液混合器中，與來自界區的中壓鍋爐水混合增濕后，送入第一絕熱變換爐繼續變換反應。與現有技術相比較，本發明專利技術所提供的飽和塔串等溫爐CO變換工藝，解決了現有技術飽和熱水塔高水氣比CO變換工藝流程長、絕熱反應級數較多、系統壓降大，設備投資高、變換爐容易超溫、催化劑壽命短等一系列問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種CO變換工藝，具體指一種飽和塔等溫爐串絕熱爐CO變換工藝。
技術介紹
我國本世紀初先后引進了十多套采用殼牌粉煤氣化工藝的大型煤化工裝置，該技術對煤質要求低、合成氣中有效組分高、運行費用低且環境友好。殼牌粉煤氣化生成的粗合成氣采用廢熱鍋爐冷卻，粗合成氣中CO干基體積含量高達60%以上，同時水蒸氣體積含量小于20%，粗合成氣具有水蒸氣含量低和CO含量高的顯著特點。 我國在引進殼牌粉煤氣化技術時，此技術商業化運營僅限于使用凈化后的粗合成氣燃氣蒸汽聯合循環發電裝置，不需要設置CO變換工序。但將殼牌粉煤氣化技術用于造氣來配套合成氨、制氫、合成甲醇等裝置時就面臨高濃度CO變換技術難題。所以殼牌粉煤氣化技術的引進同時，也極大的推動了我國高濃度CO變換技術的發展和進步。CO變換是水蒸氣和CO的等摩爾強放熱反應，生成二氧化碳和氫氣。對于不同的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是相同的，但是變換流程需要根據粗合成氣的特點進行有針對性的設計。對于殼牌煤氣化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。目前國內在高濃度CO變換流程設計中普遍采用絕熱變換爐，鑒于CO變換反應是強放熱過程，現有的變換工藝流程組織均采用多段絕熱變換爐進行反應，段間移走反應熱量。因此，導致現有的高濃度CO變換技術變換爐多、熱量損失大、第一變換爐容易超溫、催化劑壽命短等一系列問題。如申請號為201110260539. 7的中國專利技術專利申請所公開的《一種高水氣比飽和熱水塔分股CO變換工藝》，該高水氣比飽和熱水塔分股CO變換工藝全部采用絕熱變換爐，反應級數較多，系統壓降大，后系統對變換氣壓縮消耗的能耗高；尤其是第一變換爐采用絕熱變換爐，爐壁要承受高溫高壓的變換氣，造成設備壁厚大，設備投資高；并且第一變換爐催化劑長期處于較高溫度下運行，運行環境苛刻，催化劑壽命較短，更換頻繁，操作費用高；同時，第一變換爐采用絕熱爐，溫度控制較困難，容易出現超溫問題，對變換工序安全運行造成不利影響，存在安全隱患。由于絕熱反應級數多，變換工序開車時對催化劑硫化過程復雜，變換工序開車耗時長、費用高。
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等溫爐串絕熱爐CO變換工藝，以解決現有飽和熱水塔高水氣比CO變換工藝流程長、絕熱反應級數較多、系統壓降大，設備投資高、變換爐容易超溫、催化劑壽命短等一系列問題。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等溫爐串絕熱爐CO變換工藝，其特征在于包括下述步驟由粉煤氣化工段送來的粗煤氣首先送入氣液分離器進行氣液相分離；由氣液分離器頂部出來的粗煤氣送入脫毒槽除去粗煤氣中的雜質后，送入飽和塔內；粗煤氣由飽和塔的下部送入飽和塔，從熱水塔底部送出的工藝循環水經過換熱至190 210°C后，由飽和塔的上部進入飽和塔，兩股物流在飽和塔內進行逆流傳熱傳質；由飽和塔底部送出的工藝循環水經飽和塔塔底泵加壓后，返回至熱水塔；粗煤氣在飽和塔內被增濕提溫后，由飽和塔頂部送出，經換熱提溫后，再與來自管網的中壓過熱蒸汽充分混和，再次提溫增濕，隨后分為兩股，即第一股和第二股，第一股的體積為總體積的20 40%，第一股送入等溫變換爐進行深度變換反應，控制進入等溫變換爐的粗煤氣的水/干氣摩爾比為O. 9 I. 2、溫度250 280°C ；出等溫變換爐的變換混合氣與第二股粗煤氣混合后，進入氣液混合器中，與來自 界區的中壓鍋爐水混合增濕后，送入第一絕熱變換爐繼續變換反應，控制進入第一絕熱變換爐的混合氣水/干氣摩爾比為O. 55 O. 65、溫度230 250°C ；出第一絕熱變換爐的一變混合氣經換熱降溫至200 220°C后，送入第二絕熱變換爐繼續進行變換反應；出第二絕熱變換爐的二變混合氣經換熱降溫至180 200°C后，由熱水塔下部送入熱水塔內，與從熱水塔中部進入的工藝循環水進行逆流傳質傳熱，在熱水塔的上部噴入凈化工藝冷凝液和中壓鍋爐水，工藝循環水與凈化冷凝液和中壓鍋爐水的摩爾比為7. O 10.0，進行逆流傳質傳熱，在熱水塔頂部得到降溫后的變換混合氣，在熱水塔底部得到工藝循環水。上述從熱水塔中部進入的工藝循環水的用量與進入氣液分離器的干基粗煤氣的摩爾比為4. O 6. O。上述工藝中所使用的等溫變換爐可以使用現有技術中的任意一種等溫變換爐。較好的，所述的等溫變換爐包括爐體，所述爐體內設有由多根換熱管組成的換熱管束，所述爐體頂部設有反應氣入口和檢修人孔，爐體的上部側壁上設有冷卻水出口，爐體底部設有變換氣出口和冷卻水入口，所述爐體的中心設有氣體收集器；其特征在于所述爐體包括可拆卸連接的上部第一段爐體和下部第二段爐體，所述第二段爐體內設有管狀結構的筒體構成反應爐的氣體分布器，該筒體的上、下兩端分別連接在上管板和下管板上，所述上管板與所述爐體的內壁間隔有間隙，所述下管板的周緣密封連接所述爐體的內周壁；所述上管板的上方設有上封頭，所述下管板的下方設有下封頭，所述的換熱管束設置在所述的筒體內，并且各所述換熱管的兩端分別固定在所述的上、下管板上并分別連通由上封頭和上管板、下封頭和下管板構成的空腔；所述氣體收集器的上端連接所述的上管板，氣體收集器的下端穿過所述的下封頭位于下封頭和所述爐體底部構成的空腔內；所述上封頭上設有冷卻水出口，該冷卻水出口通過出水管連接所述的冷卻水出口，并且所述的出水管包括可拆卸連接在一起的兩部分；所述下封頭上設有冷卻水入口，該冷卻水出口通過進水管連接所述的冷卻水入口，并且所述的進水管包括可拆卸連接在一起的兩部分；所述氣體分布器上間隔均勻地設有多個氣孔。較好的，第一段爐體和第二段爐體之間可以通過法蘭連接，爐體可以支撐在裙座上立式放置。為了方便催化劑的裝填，所述氣體分布器可以包括可拆卸連接在一起的多個分段，并且各分段又由兩個半圓筒可拆卸連接構成。進一步，為了保證氣體進入催化劑床層時的分布均勻性，各所述分段均包括有外筒體和套設在所述外筒體內的內筒體，各所述外筒體可拆卸連接在一起形成外筒，各所述內筒體可拆卸連接在一起形成套設在所述外筒內的內筒，并且所述外筒體和所述內筒體間隔有間隙。內筒體對反應氣起到二次分布的作用。較好的，上述方案中所述內筒上的氣孔的密度大于所述外筒的，并且所述內孔上的氣孔的孔徑小于等于3_。考慮到生產過程中催化劑的沉降問題，所述氣體分布器靠近所述上管板IOOmm以內的位置不開設氣孔，以防止催化劑沉降引起的反應氣回流和短路。上述各方案中，所述氣體收集器外露于所述下封頭的部分呈喇叭狀，并且所述氣體收集器下端端口的中部設有擋板，所述擋板與所述氣體收集器下端端口的周緣間隔有供 合成氣流出的空隙。該結構可使出氣體收集器的氣流擴散流動，避免了氣流直接沖擊爐體下封頭對爐體所造成的沖擊損傷，并且可使出氣體收集器的氣體在下封頭與爐體之間的空腔內短暫停留，保證了下封頭內外的壓力平衡，并且可使爐體和筒體以及下封頭內外的環境溫度相對均勻，不會產生應力集中。擋板與氣體收集器之間可以通過支撐筋板焊接連接，并通過筋板加強。較好地，收集管頂部靠近上管板IOOmm內不開孔，以防止催化劑沉降引起反應氣回流和短路。考慮到氣體收集器的熱膨本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種飽和塔等溫爐串絕熱爐CO變換工藝，其特征在于包括下述步驟：由粉煤氣化工段送來的粗煤氣首先送入氣液分離器進行氣液相分離；由氣液分離器頂部出來的粗煤氣送入脫毒槽除去粗煤氣中的雜質后，送入飽和塔內；粗煤氣由飽和塔的下部送入飽和塔，從熱水塔底部送出的工藝循環水經過換熱至190～210℃后，由飽和塔的上部進入飽和塔，兩股物流在飽和塔內進行逆流傳熱傳質；由飽和塔底部送出的工藝循環水經飽和塔塔底泵加壓后，返回至熱水塔；粗煤氣在飽和塔內被增濕提溫后，由飽和塔頂部送出，經換熱提溫后，再與來自管網的中壓過熱蒸汽充分混和，再次提溫增濕，隨后分為兩股，即第一股和第二股，第一股的體積為總體積的20～40％，第一股送入等溫變換爐進行深度變換反應，控制進入等溫變換爐的粗煤氣的水/干氣摩爾比為0.9～1.2、溫度250～280℃；出等溫變換爐的變換混合氣與第二股粗煤氣混合后，進入氣液混合器中，與來自界區的中壓鍋爐水混合增濕后，送入第一絕熱變換爐繼續變換反應，控制進入第一絕熱變換爐的混合氣水/干氣摩爾比為0.55～0.65、溫度230～250℃；出第一絕熱變換爐的一變混合氣經換熱降溫至200～220℃后，送入第二絕熱變換爐繼續進行變換反應；出第二絕熱變換爐的二變混合氣經換熱降溫至180～200℃后，由熱水塔下部送入熱水塔內，與從熱水塔中部進入的工藝循環水進行逆流傳質傳熱，在熱水塔的上部噴入凈化工藝冷凝液和中壓鍋爐水，工藝循環水與凈化冷凝液和中壓鍋爐水的摩爾比為7.0～10.0，進行逆流傳質傳熱，在熱水塔頂部得到降溫后的變換混合氣，在熱水塔底部得到工藝循環水。上述從熱水塔中部進入的工藝循環水的用量與進入氣液分離器的干基粗煤氣的摩爾比為4.0～6.0。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：許仁春，鄒杰，徐潔，唐永超，涂林，
申請(專利權)人：中國石油化工集團公司，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，
類型：發明
國別省市：
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