专利名称：一种激冷高温合成气的方法
技术领域：
本发明属于大规模加压煤气化领域，特别涉及一种激冷高温合成气的方法。
背景技术：
加压粉煤气化工艺使用纯氧在加压气化炉内气化惰性气体(N2/C02)输 送的粉煤悬浮物，生产温度为1500 170(TC的含液态渣高温合成气。为激冷 这股高温合成气，Shell公司的激冷工艺以专利EP0349090为代表，该专利 釆用一股温度在200 22(TC之间的干合成气加压后按照1~1.9的激冷比加 入高温合成气，将其激冷到90(TC，以使高温合成气中夹带的熔融固体冷凝 为飞灰，避免其在下游设备上受冷聚结。激冷后的含灰合成气，进入传导段、 气体反向室、合成气冷却器冷却到300 ~ 35(TC ，同时回收热量副产中压蒸汽。 冷却到300 35(TC的含灰合成气进入陶瓷过滤器除掉绝大部分灰后，进入水 洗塔降温到16(TC、洗涤去除剩余的灰分并被水汽饱和。
水洗塔出口大部分无灰的低温饱和合成气(16(TC)进入耐硫变换单元。 水洗塔出口其余的无灰低温被水汽饱和合成气(16(TC )与陶瓷过滤器出口抽 出的部分300 35(TC的含微量灰合成气混合后，进入激冷气压缩机加压，然 后送入气化炉激冷段用于激冷高温合成气。
激冷气压缩机入口有两条管道， 一条为来自水洗塔的相对低温无灰饱和 合成气(16(TC),以下简称为"饱和气体"；另一条为来自陶瓷过滤器出口的 相对高温(300 ~ 350°C)的含微量灰过热合成气，以下简称为"过热气体"。
Shell公司的激冷工艺为防止激冷气压缩机入口管道发生H2S冷凝腐蚀、 氯化铵凝华腐蚀("饱和气体含有H2S","过热气体"中含有H2S、微量HC1、 飞灰和氨)，要求激冷气压缩机入口混合合成气处于过热状态，温度要控制在 200 22(TC之间，保证进入激冷气压缩机的混合气体高于露点温度，因此在激冷气压缩机入口的"过热气体"管道设有温度控制调节阀调节这股"过热 气体"的流量来控制激冷气压缩机入口温度。在"过热气体"管道安装温度 控制调节阀后，"过热气体"管道的阻力比"饱和气体"管道明显增高，阻碍 "过热气体"进入激冷气压缩机入口，导致激冷气压缩机入口温度低于控制 目标，因此，为保证"过热气体"管道有足够的流量，在"饱和气体"管道 设置压差控制调节阀增大"饱和气体"管道阻力。
Shell公司的激冷工艺流程中，"饱和气体"管道的压差控制调节阀和"过 热气体"管道的温度控制调节阀联合作用能够准确控制激冷气压缩机入口温 度，确保进入激冷气压缩机的混合气体处于过热状态，但实际运行表明，这 并不能够控制激冷气压缩机入口管道的腐蚀。严重时，开车四天就有将近5 公斤污港生成，堵塞激冷气压缩机入口过滤器，导致激冷气压缩机入口流量 降低，装置无法正常运行，严重影响装置长周期运行和经济效益。
在"饱和气体"管道和"过热气体"管道的混合点及其下游2m范围内的 管道腐蚀情况最严重，腐蚀速率超过4mm/年，严重威胁激冷气压缩机入口管 道的安全运行。国内已经有Shell煤气化工艺装置管道腐蚀穿孔导致大量有 毒易燃气体泄露事件发生。
发明内容
为了解决现有加压粉煤气化工艺中激冷气压缩机入口管道腐蚀和压缩机入 口过滤器堵塞的问题，本发明的目的在于提供一种能减缓激冷气压缩机入口管 道腐蚀速度及克服激冷气压缩机入口过滤器堵塞问题，保证装置安全、延长气 化装置运行周期的激冷高温合成气的方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的 一种激冷高温合成气的方法,包 括如下步骤①由粉煤悬浮物生产1100 - 220(TC的含液态渣高温合成气；②无灰 的饱和合成气经激冷气压缩机压缩后按照0. 8 ~ 4. 0的激冷比进入气化炉的激冷 区激冷含液态渣高温合成气，将其温度降低到900"C以下；③激冷后的含灰高温 合成气在合成气冷却器中进一步冷却到280 380X:，经干灰过滤器、水洗塔除 掉残余的灰，同时将合成气用水降温到饱和温度130 190t:;④水洗塔顶部出口 的饱和合成气分为2股，1/5^5/9为粗合成气产品，其余的饱和合成气经激冷气压缩机加压升温后作为激冷气使用。
所述步骤②中激冷比为1. 0-2. 5，步骤④中饱和合成气的2/7-1/2为粗合 成气产品。
所述步骤③中饱和温度为150 - 180i:。
本发明没有釆用含有氯化铵、硫化亚铁等有害成分和灰尘的"过热气体" 与"饱和气体"混合，而是直接利用水洗后处于水汽饱和状态的干净"饱和气 体"作为激冷气，同时将激冷气压缩机入口的两条管道改为一条管道，保留"饱 和气体"管道，取消"过热气体"管道；"过热气体"全部进入水洗塔；取消"过 热气体"管道的温度控制调节阀和激冷气压缩机入口温度控制回路；通过加强 激冷气压缩机入口管的伴热，避免"饱和气体"在管道内冷凝；取消"饱和气 体"管道的压差控制调节阀、"饱和气体"管道压差控制回路。
本发明取消了 "过热气体"，消除了激冷气压缩机入口管道因"过热气体" 中的酸性气体成分遇到"饱和气体"中的水分而对管道造成的强腐蚀作用，提 高了装置运行的安全性和经济性；同时"饱和气体"经过洗涤，去除了氯化铵 等具有凝华作用的成份，避免了港下腐蚀等局部腐蚀，可以有效保护硫化氢和 管道材料反应生成的致密硫化亚铁保护层，保护激冷气压缩机入口管道不被进 一步腐蚀；管道的腐蚀速率小于O. 15毫米/年；"饱和气体"经过洗涤，去除了 可以避免固体杂质和水溶性凝华化合物在管道系统中沉积，避免激冷气压縮机 入口管道过滤器堵塞，避免仪表导压管堵塞，避免管道上的闽门卡死，保证气 化装置长周期运行。
本发明简化了激冷工艺流程，减缓激冷气压缩机入口管道腐蚀速度和过滤 器堵塞，减少激冷气用量，节省激冷气压縮机驱动功率。
图l是本发明的工艺流程示意图。
具体实施例方式
下面根据具体实施例对本发明作进一步说明-. 实施例l
根据图1所示的工艺流程,在日投煤量2000吨Shel 1加压粉煤气化装置中，由二氧化碳输送的粉煤悬浮物9、氧气IO、蒸汽ll进入气化炉1的烧嘴8，发 生部分氧化反应生产1100 220(TC的含液态渣高温合成气，上行的含液态渣高 温合成气在气化炉1的激冷区2与60kg/s的饱和态的无灰激冷气12混合降低 温度到90(TC以下，液态渣固化为灰。激冷后的含灰高温合成气进入由多级盘 管组成的合成气冷却器3进一步冷却到280 ~ 380°C,同时副产54barg的中压 蒸汽。冷却到280 38(TC的含灰合成气进入干灰过滤器4脱除绝大部分干灰， 分离出的干灰从干灰过滤器4底部排出。残留少量干灰的合成气进入水洗塔5 除掉残余的灰，同时将合成气用水降温到饱和温度为163°C、压力为3. 78Mpag。 水洗塔顶部出口的饱和合成气分为2股，合成气的1/5~5/9为粗合成气产品进 入耐硫变换系统6,其余的饱和合成气直接进入激冷气压缩机7经激冷气压缩 机压缩后后按照0. 8 ~ 4. 0的激冷比进入气化炉1的激冷区2激冷含液态渣高温 合成气。
实施例2
根据图1所示的工艺流程，在日投煤量2000吨Shel 1加压粉煤气化装置中， 由氮气输送的粉煤悬浮物9、氧气IO、蒸汽11进入气化炉1的烧嘴8，发生部 分氧化反应生产1100 220(TC的含液态渣高温合成气，上行的含液态渣高温合 成气在气化炉1的激冷区2与52kg/s的饱和态的无灰激冷气12混合降低温度 到90(TC以下，液态渣固化为灰。激冷后的含灰高温合成气进入由多级盘管组 成的合成气冷却器或废热锅炉3进一步冷却到280 ~ 380°C，同时副产54barg 的中压蒸汽。冷却到280 ~ 38(TC的含灰合成气进入干灰过滤器4脱除绝大部分 干灰，分离出的干灰从干灰过滤器4底部排出。残留少量干灰的合成气进入水 洗塔5除掉残余的灰，同时将合成气用水降温到饱和温度为162°C、压力为 3.69Mpag。水洗塔顶部出口的饱和合成气分为2股，2/7 ~ 1/2为粗合成气产品 进入耐硫变换系统6,其余的饱和合成气直接进入激冷气压缩机7经激冷气压 缩机压缩后按照1 ~ 2. 5的激冷比进入气化炉1的激冷区2激冷含液态渣高温合 成气。
权利要求
1、一种激冷高温合成气的方法，其特征在于包括如下步骤①由粉煤悬浮物生产1100～2200℃的含液态渣高温合成气；②无灰的饱和合成气经激冷气压缩机压缩后按照0.8～4.0的激冷比进入气化炉的激冷区激冷含液态渣高温合成气，将其温度降低到900℃以下；③激冷后的含灰高温合成气在合成气冷却器中进一步冷却到280～380℃，经干灰过滤器、水洗塔除掉残余的灰，同时将合成气用水降温到饱和温度130～190℃；④水洗塔顶部出口的饱和合成气分为2股，1/5∽5/9为粗合成气产品，其余的饱和合成气直接经激冷气压缩机压缩后作为激冷气使用。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤②中激冷比为1. 0 ~ 2.5,步骤④中饱和合成气的2/7-1/2为粗合成气产品。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤③中饱和温度为150-180°C。
全文摘要
本发明公开了一种激冷高温合成气的方法，其特征在于包括如下步骤①由粉煤悬浮物生产1100～2200℃的含液态渣高温合成气；②无灰的饱和合成气经激冷气压缩机压缩后升温后按照0.8～4.0的激冷比进入气化炉的激冷区激冷含液态渣高温合成气，将其温度降低到900℃以下；③激冷后的含灰高温合成气在废热锅炉中进一步冷却到280～380℃，经干灰过滤器、水洗塔除掉残余的灰，同时将合成气用水降温到饱和温度130～190℃；④水洗塔顶部出口的饱和合成气部分进入激冷气压缩机加压升温后作为激冷气使用。本发明简化了激冷工艺流程，减缓激冷气压缩机入口管道腐蚀速度和过滤器堵塞，减少激冷气用量，节省激冷气压缩机驱动功率。
文档编号C10J3/46GK101591570SQ20091004375
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月20日 优先权日2009年6月20日
发明者宋星星, 戚元勋, 锐 林, 王孟中, 陈晓林 申请人:岳阳中石化壳牌煤气化有限公司