CN108203077A - 一种粗煤气变换工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种粗煤气变换工艺，具体步骤为：饱和粗煤气进入粗煤气废热锅炉，再进入粗煤气气液分离器，再经粗煤气过热器加热后进入脱毒槽去除杂质，除杂质后进入第一变换炉进行初步变换反应，经变换反应后的变换气分为两路，一路进入变换气第一废热锅炉，另一路进入粗煤气过热器，两路出来的变换气汇合进入变换气第一水分离器，从变换气第一水分离器出来后分成两路，一路进入第二变换炉进行深度变换反应，另一路为第二变换炉旁路，与深度变换后的变换气汇合后进入变换气第二废热锅炉，从变换气第二废热锅炉出来后进入变换气第二水分离器，经气液分离后得到变换气产品。本发明用以解决现有变换工艺能效低，能耗高，变换反应深度难以控制的问题。

Description

一种粗煤气变换工艺
技术领域
本发明涉及煤化工技术领域，具体涉及一种粗煤气变换工艺。
背景技术
在全球能源市场供应日趋紧张的背景下，我国煤化工行业迅速发展，煤制甲醇、煤制烯烃、煤制油等工程项目全面启动，已建成和正在建设的项目大概有几百个，相继从国外引进德士古水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP粉煤气化技术，国内也开发出航天炉粉煤气化、宁煤炉粉煤气化等煤气化工艺。粉煤气化技术对煤质要求低，气化效率高，目前得到了大力的推广应用，但是粉煤气化技术生产的粗煤气CO含量高，一般干基含量达到60%，为了提高粗煤气变换反应的推动力，同时避免甲烷化副反应，目前大多数变换装置采用的是高水气比变换工艺，水/气一般大于1，为了提高水/气，需要向变换炉中通入大量的蒸汽，不仅能耗大，反应的深度也难以控制，容易造成变换炉床层“飞温”的不良结果，同时高水/气也容易造成催化剂性能老化衰减，催化剂寿命缩短，造成生产运行成本提高，难以实现生产装置的长周期稳定运行。公开号为CN101050391A的中国专利文献公开了一种粉煤气化低水/气耐硫变换工艺，变换工艺采用水气比为0.15~0.2的一段低水气比耐硫变换工艺，但未能充分回收变换反应产生的余热，变换反应推动力低，变换深度浅，生产能效低。因此，发明一种低水气比变换工艺，能够有效控制变换反应深度，并且将变换反应产生的余热进行回收利用，有效降低生产能耗，提高能量的转化率，对煤化工装置生产运行意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粗煤气变换工艺，用以解决现有变换工艺能效低，能耗高，变换反应深度难以控制的问题。具体地，该工艺包括如下步骤：
从煤气化装置出来的饱和粗煤气，首先进入粗煤气废热锅炉，然后进入粗煤气气液分离器，再经粗煤气过热器加热后进入脱毒槽去除杂质，除杂质后进入第一变换炉进行初步变换反应，经变换反应后的变换气分为两路，一路进入变换气第一废热锅炉，另一路进入粗煤气过热器，两路出来的变换气汇合进入变换气第一水分离器，从变换气第一水分离器出来后分成两路，一路进入第二变换炉进行深度变换反应，另外一路为第二变换炉旁路，与深度变换后的变换气汇合后进入变换气第二废热锅炉，从变换气第二废热锅炉出来后进入变换气第二水分离器，经气液分离后得到变换气产品。
进一步地，所述变换工艺为低水气比耐硫变换工艺，水/气体积比为0.3~0.8；
进一步地，进入脱毒槽的粗煤气温度为200~230℃；
进一步地，第一变换炉的床层温度为400~450℃；
进一步地，第二变换炉的入口温度为250~280℃；
进一步地，第二变换炉的床层温度为300~350℃；
进一步地，所述初步变换反应、深度变换反应采用的催化剂是CO耐硫变换催化剂；
进一步地，第二变换炉出口变换气干基CO的含量为8~20mol%；
进一步地，所述初步变换反应、深度变换反应的空速为6000~9000h-1；
进一步地，所述粗煤气废热锅炉、变换气第一废热锅炉和变换气第二废热锅炉的副产物是水蒸汽。
本发明具有如下优点：
本发明通过粗煤气废热锅炉调整进入第一变换炉的粗煤气水气比，通过控制副产蒸汽量调节粗煤气的温度，进而实现调节水/气的目的，通过粗煤气气液分离器分离冷凝液可以有效的将粗煤气中夹带的灰等杂质去除，通过粗煤气过热器加热粗煤气，一方面有效利用了变换气的热量，另一方面提高了粗煤气的温度，减少粗煤气在脱毒槽中冷凝，有效的避免了脱毒槽堵塞的问题，设置脱毒槽可以有效的去除Cl-、As、灰尘等杂质，保护催化剂不被中毒，采用低水气比变换工艺，不需要额外加入蒸汽，降低了变换反应的能耗，通过两段变换反应及第二变换炉旁路，可以灵活控制变换反应的深度，通过粗煤气废热锅炉、变换气第一废热锅炉和变换气第二废热锅炉生产蒸汽，有效的回收了变换反应释放的热量，也很方便的调节了变换反应的水气比，实现变换反应深度的灵活控制。
附图说明
图1为本发明的流程框架示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种粗煤气变换工艺，包括以下流程：
从煤气化装置来的饱和粗煤气，规格参数见表1,首先进入粗煤气废热锅炉副产1.0Mpa蒸汽，降温后进入粗煤气气液分离器进行气液分离，将粗煤气中夹带的灰等杂质去除，同时将粗煤气的水/气体积比调节为0.3，再进入粗煤气过热器加热至230℃后进入脱毒槽去除Cl-、As、灰尘等杂质，避免Cl-、As、灰尘等杂质使变换催化剂中毒，然后进入第一变换炉进行初步变换反应，变换反应采用CO耐硫变换反应催化剂，空速为8000h-1，床层温度为450℃，变换后的变换气分为两路分别进入变换气第一废热锅炉和粗煤气过热器，变换气第一废热锅炉副产2.0Mpa蒸汽，通过控制蒸汽产量调节变换气的温度，出变换气第一废热锅炉的变换气与粗煤气过热器来的变换气汇合进入变换气第一水分离器，出变换气第一水分离器的变换气分成两路，温度控制为250℃，一路进入第二变换炉进行深度变换反应，变换反应采用CO耐硫变换反应催化剂，空速为9000h-1，床层温度为350℃，另外一路为第二变换炉旁路，不经过第二变换炉，与深度变换后的变换气汇合后进入变换气第二废热锅炉，副产1.0Mpa蒸汽，最后进入变换气第二水分离器进行气液分离后得到变换气产品，所得变换气产品规格参数见表2。
实施例2
一种粗煤气变换工艺，包括以下流程：
从煤气化装置来的饱和粗煤气，规格参数见表1,首先进入粗煤气废热锅炉副产1.0Mpa蒸汽，降温后进入粗煤气气液分离器进行气液分离，将粗煤气中夹带的灰等杂质去除，同时将粗煤气的水/气的体积比调节为0.5，再进入粗煤气过热器加热至210℃后进入脱毒槽去除Cl-、As、灰尘等杂质，避免Cl-、As、灰尘等杂质使变换催化剂中毒，然后进入第一变换炉进行初步变换反应，变换反应采用CO耐硫变换反应催化剂，空速为6000h-1，床层温度为420℃，变换后的变换气分为两路分别进入变换气第一废热锅炉和粗煤气过热器，变换气第一废热锅炉副产2.0Mpa蒸汽，通过控制蒸汽产量调节变换气的温度，出变换气第一废热锅炉的变换气与粗煤气过热器来的变换气汇合进入变换气第一水分离器，出变换气第一水分离器的变换气分成两路，温度控制为280℃，一路进入第二变换炉进行深度变换反应，变换反应采用CO耐硫变换反应催化剂，空速为8000h-1，床层温度为310℃，另外一路为第二变换炉旁路,不经过第二变换炉，与深度变换后的变换气汇合后进入变换气第二废热锅炉，副产1.0Mpa蒸汽，最后进入变换气第二水分离器进行气液分离后得到变换气产品，所得变换气产品规格参数见表2。
实施例3
一种粗煤气变换工艺，包括以下流程：
从煤气化装置来的饱和粗煤气，规格参数见表1,首先进入粗煤气废热锅炉副产1.0Mpa蒸汽，降温后进入粗煤气气液分离器进行气液分离，将粗煤气中夹带的灰等杂质去除，同时将粗煤气的水/气的体积比调节为0.8，再进入粗煤气过热器加热至230℃后进入脱毒槽去除Cl-、As、灰尘等杂质，避免Cl-、As、灰尘等杂质使变换催化剂中毒，然后进入第一变换炉进行初步变换反应，变换反应采用CO耐硫变换反应催化剂，空速为6000h-1，床层温度为450℃，变换后的变换气分为两路分别进入变换气第一废热锅炉和粗煤气过热器，变换气第一废热锅炉副产2.0Mpa蒸汽，通过控制蒸汽产量调节变换气的温度，出变换气第一废热锅炉的变换气与粗煤气过热器来的变换气汇合进入变换气第一水分离器，出变换气第一水分离器的变换气分成两路，温度控制为250℃，一路进入第二变换炉进行深度变换反应，变换反应采用CO耐硫变换反应催化剂，空速为6000h-1，床层温度为350℃，另外一路为第二变换炉旁路,不经过第二变换炉，与深度变换后的变换气汇合后进入变换气第二废热锅炉，副产1.0Mpa蒸汽，最后进入变换气第二水分离器进行气液分离后得到变换气产品，所得变换气产品规格参数见表2。
表1 粗煤气规格参数
表2实施例1～3所得变换气产品规格参数
从表2可以看出，本申请CO变换深度较深。另外本申请副产蒸汽，能耗低，能效高，粗煤气水气比可灵活控制，进而有效控制变换反应的深度，满足下游装置工艺要求，对煤化工装置生产运行意义重大。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种粗煤气变换工艺，其特征在于：从煤气化装置来的饱和粗煤气，首先进入粗煤气废热锅炉，然后进入粗煤气气液分离器，再经粗煤气过热器加热后进入脱毒槽去除杂质，除杂质后进入第一变换炉进行初步变换反应，经变换反应后的变换气分为两路，一路进入变换气第一废热锅炉，另一路进入粗煤气过热器，两路出来的变换气汇合进入变换气第一水分离器，从变换气第一水分离器出来后分成两路，一路进入第二变换炉进行深度变换反应，另外一路为第二变换炉旁路，与深度变换后的变换气汇合后进入变换气第二废热锅炉，从变换气第二废热锅炉出来后进入变换气第二水分离器，经气液分离后得到变换气产品。
2.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：所述变换工艺为低水气比耐硫变换工艺，水/气体积比为0.3~0.8。
3.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：进入脱毒槽的粗煤气的温度为200~230℃。
4.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：第一变换炉的床层温度为400~450℃。
5.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：第二变换炉的入口温度为250~280℃。
6.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：第二变换炉的床层温度为300~350℃。
7.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：所述初步变换反应、深度变换反应采用的催化剂是CO耐硫变换催化剂。
8.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：第二变换炉出口变换气干基CO的含量为8~20mol%。
9.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：所述初步变换反应、深度变换反应的空速为6000~9000h-1。
10.根据权利要求1所述的一种粗煤气变换工艺，其特征在于：所述粗煤气废热锅炉、变换气第一废热锅炉和变换气第二废热锅炉的副产物是水蒸汽。
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