一种节能型循环co变化装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种节能型循环CO变化装置，包括变换炉，其特征在于变换气出口管道连接第一和第二变换气出口管道；蒸汽喷射器的吸入口连接第二变换器出口管道，其入口连接蒸汽管道，其出口连接原料气管道；原料气管道还连接第二粗煤气管道，第二粗煤气管道通过粗煤气出口管道连接饱和塔的顶部出口；该顶部出口还连接第一粗煤气管道；饱和塔上设有喷淋水入口以及粗煤气入口；饱和塔的底部设有工艺循环水出口。本实用新型在变换炉的上游设置了饱和塔对粗煤气进行增温增湿，可显著降低变换单元的蒸汽消耗；同时降低了变换炉内CO的浓度，降低了放热强度，催化剂运行环境温和，延长了催化剂的使用寿命，保证了变换单元的长周期稳定运行。
【专利说明】一种节能型循环CO变化装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到化工设备，具体指一种节能型循环CO变化装置。
【背景技术】
[0002]近年来我国煤气化技术取得了长足发展，尤其是采用废热锅炉流程的粉煤加压气化技术，具有对煤质要求低、合成气中有效组分高、运行费用低且环境友好等特点，被国内越来越多的大型煤化工装置所采用。废热锅炉流程粉煤加压气化技术生成的粗合成气中CO干基体积含量通常高达60%以上，同时水蒸汽体积含量小于20%，粗合成气具有水蒸汽含量低和CO含量高的显著特点。
[0003]废热锅炉流程的粉煤加压气化技术用于造气来配套合成氨、制氢、合成甲醇等装置时均需配置CO变换工序，通过变换来调节合成气中的氢碳比或将尽量多的CO变换为氢气。因此，不论是生产合成氨或者甲醇等产品均面临着强放热的高浓度CO变换技术难题，所以废热锅炉流程的粉煤加压气化技术近年来的推广和发展，也极大的推动了我国高浓度CO变换技术的发展和进步。
[0004]变换反应是水蒸汽和CO的等摩尔反应，生成二氧化碳和氢气的同时放出大量反应热。对于不同煤气化技术所生成的粗合成气，变换工序的化学反应过程均相同，但是变换流程需根据粗合成气的特点进行有针对性的设计。对于采用废热锅炉流程的粉煤加压气技术生成的粗合成气，在变换工序进行CO变换反应时，变换流程设计的重点和难点是如何有效的控制CO变换反应的床层温度，延长变换催化剂的使用寿命以及降低变换反应能耗。
[0005]目前配套于该气化技术的变换流程，较普遍的采用了高水气比的耐硫变换工艺，变换工序均设置在粗合成气脱硫之前，以期能够防止预变炉超温，在预变换炉入口 一次性添加大量中压过热蒸汽，使粗合成气中的水/干气摩尔比达到1.30以上，然后分段进行变换反应。由于粗合成气中的CO浓度高以及剧烈的放热反应，装置在运行过程中仍然经常发生预变换炉超温问题，一旦超温必造成预变催化剂活性急剧衰退，催化剂更换频繁，并且此变换流程的中压过热蒸汽消耗太多，在增加企业生产成本的同时严重影响变换装置的长周期稳定运行。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够防止超温、运行稳定、催化剂寿命长和能耗低的节能型循环CO变化装置。
[0007]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:该节能型循环CO变化装置，包括变换炉，所述变换炉的顶部入口连接原料气管道，所述变换炉的底部出口连接变换气出口管道；其特征在于所述变换气出口管道连接第一变换气出口管道和第二变换气出口管道，所述第一变换气出口管道连接下游装置；
[0008]所述第二变换器出口管道连接蒸汽喷射器的吸入口，该蒸汽喷射器的入口连接蒸汽管道，蒸汽喷射器的出口通过混合管道连接所述原料气管道；[0009]所述原料气管道还连接第二粗煤气管道，所述第二粗煤气管道通过粗煤气出口管道连接饱和塔的顶部出口；
[0010]所述饱和塔的顶部出口还连接有第一粗煤气管道；
[0011]所述饱和塔的上部侧壁上设有与工艺循环水管道相连通的喷淋水入口 ；所述饱和塔的下部侧壁设有与粗煤气管道相连接的粗煤气入口 ；所述饱和塔的底部设有与出口管道相连接的工艺循环水出口。
[0012]较好的，所述饱和塔的下部设有与所述粗煤气入口相连通的气体分布器。
[0013]为了达到均匀喷淋的效果，作为改进，在所述饱和塔的上部设有与所述喷淋水入口相连通的喷淋器。
[0014]与现有技术相比，本实用新型在变换炉的上游设置了饱和塔对粗煤气进行增温增湿，可节省大量向粗煤气中配入的中压过热蒸汽，显著的降低了变换单元的蒸汽消耗；同时设置了变换气循环管道，利用蒸汽喷射器所产生的低压通过该管道向变换炉入口粗煤气中配入变换气，有效降低了进入变换炉内的混合原料气中CO的浓度，降低了变换炉内反应放热强度，可有效防止变换炉超温，催化剂运行环境温和，延长了催化剂的使用寿命，保证了变换单元的长周期稳定运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型实施例装配结构的平面示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0017]如图1所示，该节能型循环CO变化装置包括:
[0018]变换炉13，变换炉的顶部入口连接原料气管道12，变换炉的底部出口连接变换气出口管道14 ;其特征在于所述变换气出口管道14连接第一变换气出口管道15和第二变换气出口管道8，所述第一变换气出口管道15连接下游装置；
[0019]所述第二变换器出口管道8连接蒸汽喷射器7的吸入口，该蒸汽喷射器8的入口连接蒸汽管道6，蒸汽喷射器的出口通过混合管道9连接所述原料气管道12 ；
[0020]所述原料气管道12还连接第二粗煤气管道11，所述第二粗煤气管道11通过粗煤气出口管道10连接饱和塔2的顶部出口 ；
[0021]所述饱和塔2的顶部出口还连接有第一粗煤气管道5 ；
[0022]所述饱和塔的上部侧壁上设有与工艺循环水管道4相连通的喷淋水入口，饱和塔的上部设有与所述喷淋水入口相连通的喷淋器16。饱和塔的下部侧壁设有与粗煤气管道I相连接的粗煤气入口 ；所述饱和塔的底部设有与出口管道3相连接的工艺循环水出口。饱和塔的下部设有与所述粗煤气入口相连通的气体分布器17。
[0023]该节能型循环CO变化装置的工作原理描述如下:
[0024]由上游来的粗煤气通过粗煤气管道I从饱和塔2侧壁下部的粗煤气入口进入饱和塔2，经由气体分布器17在饱和塔内均匀分散；工艺循环水从工艺循环水管道4经由喷淋水入口从喷淋器16均匀喷淋进入饱和塔2。粗煤气和工艺循环水在饱和塔2内的填料上逆流接触传热传质，工艺循环水温度逐渐降低，从饱和塔2底部的工艺循环水出口进入出口管道3返回下游，粗煤气被增湿提温后从饱和塔2顶部通过粗煤气出口管道10送出。
[0025]出饱和塔2的粗煤气分成两股。第一股粗煤气约占体积总量的65%?75%，通过第一粗煤气管道5送后续变换炉；第二股粗煤气约占体积总量的25%?35%，通过第二粗煤气管道11进行输送。
[0026]从界区送来的高压蒸汽通过蒸汽管道6进入蒸汽喷射器7进行节流喷射，所产生的局部低压将第二变换气管道8输送来的第二股变换气吸入，第二股变换气量占总量的15%?20%。高压蒸汽和吸入的第一股变换气在蒸汽喷射器7内充分混合，然后通过混合气管道9与第二粗煤气管道11内的第二股粗煤气并流，再次混合后作为原料气进入混合气入口管道12，通过原料气管道12经由变换炉顶部入口进入变换炉13，原料气由上而下在变换炉13内发生深度变换反应。
[0027]反应后的变换气经由变换炉13的底部出口进入变换气出口管道14，然后被分成两股。第一股变换气占体积总量的75%?80%，通过第一变换气管道15送到下游；第二股变换气占体积总量的15%?20%，通过第二变换气管道8送往蒸汽喷射器7进行循环。
【权利要求】
1.一种节能型循环CO变化装置，包括变换炉(13)，所述变换炉的顶部入口连接原料气管道(12)，所述变换炉的底部出口连接变换气出口管道(14);其特征在于所述变换气出口管道(14)连接第一变换气出口管道(15)和第二变换气出口管道(8)，所述第一变换气出口管道(15)连接下游装置； 所述第二变换器出口管道(8)连接蒸汽喷射器(7)的吸入口，该蒸汽喷射器(7)的入口连接蒸汽管道(6)，蒸汽喷射器的出口通过混合管道(9)连接所述原料气管道(12)； 所述原料气管道(12)还连接第二粗煤气管道(11)，所述原料气管道(12)的入口连接饱和塔(2)的顶部出口 ； 所述饱和塔(2)的顶部出口还连接有第一粗煤气管道(5)； 所述饱和塔的上部侧壁上设有与工艺循环水管道(4)相连通的喷淋水入口 ；所述饱和塔的下部侧壁设有与粗煤气管道(I)相连接的粗煤气入口 ；所述饱和塔的底部设有与出口管道(3)相连接的工艺循环水出口。
2.根据权利要求1所述的节能型循环CO变化装置，其特征在于所述饱和塔的下部设有与所述粗煤 气入口相连通的气体分布器(17)。
3.根据权利要求1或2所述的节能型循环CO变化装置，其特征在于所述饱和塔的上部设有与所述喷淋水入口相连通的喷淋器(16)。
【文档编号】C01B3/16GK203768006SQ201420134110
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】许仁春, 徐洁, 王宝刚, 赵琳, 杨兴华, 孙亚春 申请人:中石化宁波工程有限公司, 中石化宁波技术研究院有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司