一种加氢气化联合变换系统的制作方法

本实用新型涉及一种加氢气化联合变换系统，属于煤化工领域。

背景技术：
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加氢气化是指在中温(800-1000℃)、高压(5-10MPa)和富氢条件下，煤粉与氢气反应直接生成甲烷，轻质芳烃油品和洁净半焦的过程。加氢气化生成的粗煤气需要进行处理以循环利用其中的氢气，现有对粗煤气的处理方式通常为高温粗煤气经除尘、回收热量、回收油品后，再通过净化分离出其中的CO和H₂。

如图1所示为常规加氢气化粗煤气处理系统，加氢气化炉1产出的粗煤气经第一换热机组2换热、除尘机组3除尘、第二换热机组4再次换热、气液分离器5分离油品，而后排到界区6分离CO和H₂，换热机组可以为一个换热器，也可为多个串联的换热器；除尘机组可以为一个除尘器，也可为多个串联的除尘器；而后向系统补充新鲜H₂，经过第二换热机组4换热达到150～250℃，再进入氢气加热器7加热到600～650℃，供加氢气化炉1使用。

通过常规加氢气化粗煤气处理系统处理后的粗煤气需要进入界区进行深度净化处理，分离出CH₄和H₂，剩余气体一般并入其他装置区或排放处理；总体工艺复杂，工艺系统压降大，需要的能量和功耗较大，能源利用率较低。

技术实现要素：
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本实用新型的目的在于提供一种串联工段及设备少、需要能量及能耗小、能源利用率高的加氢气化联合变换系统。

本实用新型的目的由如下技术方案实施，一种加氢气化联合变换系统，其包括加氢气化炉、第一换热机组、除尘机组、第二换热机组，所述加氢气化炉的粗煤气出口与所述第一换热机组的热介质入口连通，所述第一换热机组的热介质出口与所述除尘机组的进气口连接，所述除尘机组的排气口与所述第二换热机组的热介质入口连接；

其还包括第三换热机组、气液分离器、变换炉和氢气加热器，所述第二换热机组的热介质出口与所述第三换热机组的热介质入口连接，所述第三换热机组的热介质出口与气液分离器的入口连接，所述气液分离器的排气口与排气管连接，所述气液分离器的排气口还与所述第三换热机组的冷介质入口通过循环管连通，所述第三换热机组的冷介质出口与所述变换炉的进气口连接，所述变换炉的排气口与所述氢气加热器的进气口连接，所述氢气加热器的排气口与所述加氢气化炉的进气口连接；

所述第二换热机组的冷介质入口与加氢管连接，用于补充新鲜氢气，所述第二换热机组的冷介质出口与所述氢气加热器的进气口连接；

所述变换炉的进气口还与蒸汽管连接，用于为变换炉补充蒸汽。

所述气液分离器排出的粗煤气一部分被所述排气管排入界区，另一部分通过循环管返回到系统中进行变换反应。

进一步的，在所述循环管上设有压缩机。

本实用新型的优点：本实用新型通过将粗煤气返回到变换炉内进行变换反应，不仅将其中的CO反应生成加氢气化反应所需的H₂，而且利用了变换反应的强放热特性，需要的能量和功耗较小，能源和能量利用效率较高。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为常规加氢气化粗煤气处理系统示意图；

图2为实施例1一种加氢气化联合变换系统示意图。

图中：加氢气化炉1，第一换热机组2，除尘机组3，第二换热机组4，第二换热机组4，气液分离器5，界区6，氢气加热器7，第三换热机组8，变换炉9，排气管10，循环管11，压缩机12，加氢管13，蒸汽管14。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

一种加氢气化联合变换系统，其包括加氢气化炉1、第一换热机组2、除尘机组3、第二换热机组4、第三换热机组8、气液分离器5、变换炉9和氢气加热器7，加氢气化炉1的粗煤气出口与第一换热机组2的热介质入口连通，第一换热机组2的热介质出口与除尘机组3的进气口连接，除尘机组3的排气口与第二换热机组4的热介质入口连接；

第二换热机组4的热介质出口与第三换热机组8的热介质入口连接，第三换热机组8的热介质出口与气液分离器5的入口连接，气液分离器5的排气口与排气管10连接，气液分离器5的排气口还与第三换热机组8的冷介质入口通过循环管11连通，在循环管11上设有压缩机12，第三换热机组8的冷介质出口与变换炉9的进气口连接，变换炉9的排气口与氢气加热器7的进气口连接，氢气加热器7的排气口与加氢气化炉1的进气口连接；

第二换热机组4的冷介质入口与加氢管13连接，用于补充新鲜氢气，第二换热机组4的冷介质出口与氢气加热器7的进气口连接；

变换炉9的进气口还与蒸汽管14连接，用于为变换炉9补充蒸汽。

气液分离器5排出的粗煤气一部分被排气管10排入界区6，另一部分通过循环管11返回到系统中进行变换反应。

从气液分离器5排出的粗煤气含有H₂和CO，一部分被压缩机12压缩进入第三换热机组8换热，达到200～250℃，而后进入变换炉9内与补充的蒸汽发生变换反应(CO+H₂O＝H₂+CO₂)，将CO变换为氢气加热器所需的H₂，由于变换反应是强放热反应，反应过程释放大量的热，气体温度会升至350～450℃，与被第二换热机组4加热的新鲜氢气混合后进入氢气加热器7继续加热到加氢气化反应工艺要求温度，而后输送到加氢气化炉1内进行反应。

从气液分离器5排出的粗煤气一部分被排气管10排走，送入界区6进行进一步处理，以保持该系统中的CO₂含量的稳定，保证变换反应能够顺利进行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。