专利名称：一氧化碳低温变换工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及合成氨厂的一氧化碳变换反应工艺。
目前我国以煤造气的小合成氨厂一氧化碳变换压力为0.7-0.8mPa与1.2-1.3mPa，采用铁-铬系中温变换催化剂，其耐硫性差，易粉化、变换炉入口气体温度在350℃左右，为保证入口气体温度必须采取提温措施，如采用热交换器。因此流程长，设备多，能耗大，大修间隔期短。近年来国内外中温变换铁铬系催化剂串宽温区钴钼系变换催化剂已得到广泛的应用，全部用钴钼系取代铁铬系变换催化剂也有工厂应用，但其变换炉进口温度大都在270℃左右，最低在227℃(如丹麦TOPS∮E公司)，由于进口温度仍然较高，还必须使用热交换器进行提温。
为了节能增产要研究一种用宽温区的钴钼系耐硫一氧化碳变换催化剂全部取代传统的铁铬系中温变换催化剂的低温变换工艺流程。本发明的目的就是要提供一种一氧化碳低温变换工艺，该工艺具有流程短、能耗低、操作简单等特点。
本发明的目的是采用下述方法实现的，变换炉分二段或三段，全部采用低温活性优异的宽温区钴-钼系耐硫低温变换催化剂，如湖北省化学研究所研制并生产的EB-4催化剂(中国专利申请号90102336.1，该催化剂是以活性r-Al2O3为载体，用钼酸铵和可溶性钴盐及可溶性钾盐组成浸渍液，浸渍液中加入了适量H2O2或K2CrO7、KMnO4、NH4S2O8等氧化剂，浸渍制得产物低温晒凉干而得含CoO3-7%、MoO315-22%，K2O5-20%的产品)。含CO28-12%，CO24-32%，H238-40%，N220-23%，CH4+Ar1-2%，H2S0.1-20g/Nm的半水煤气，从饱和热水塔出来经添加过热蒸汽后，不经换热提温直接进入变换炉一段(或第一变换炉)，其气体温度为100-180℃，最好为125-150℃，汽气比(水蒸汽比干气的体积比)为0.4-0.5，变换炉压力0.6-1.4mPa，变换炉温度350-380℃，对于二段变换流程，一段出口气体一氧化碳含量为4-6%，出口气体温度为350-380℃，经蒸汽过热器和调温水加热器降温至160-180℃后进入第二段(或第二变换炉)进行变换，变换炉温度200-250℃，出口的气体一氧化碳含量降至1-2%。对于三段变换流程，一段出口气体一氧化碳含量6-10%，气体温度350-380℃，经蒸汽过热器换热降温至300-330℃左右入二段(或第二变换炉)进行变换，变换炉压力和温度同一段，二段出口气体一氧化碳含量4-6%，出口温度350℃，气体经调温水加热器或喷汽凝水法降温至160-200℃进入三段(或第三变换炉)进行变换，变换炉温度200-250℃，出口气体一氧化碳含量降至1-2%。
变换工艺流程如附图所示。
图1是二段低温变换工艺流程2是三段低温变换工艺流程中序号1是饱和热水塔，2汽水分离器，3变换炉，4蒸汽过热器，5调温水加热器。
图1中造气工序来的半水煤气经饱和热水塔1与热水接触增湿，进入汽水分离器2和过热蒸汽混合调节汽气比(水蒸汽与干气体积比)到0.4-0.5，温度为100-180℃，并分离出水后进入变换炉一段，控制变换炉温度为350-380℃，压力为0.6-1.4mPa，使一段出口气体一氧化碳含量降至4-6%，一段出口气体经蒸汽过热器4换热和调温水加热器5将气体温度降至160-180℃后，进入第二段变换炉，二段变换炉压力不变，温度为200-250℃，二段含一氧化碳1-2%出口气体入饱和水热塔1回收热量。蒸汽过热器通入低温蒸汽，经加热过热后入汽水分离器2。调温水加热器5通入冷却水，冷却水经换热加热后送入饱和热水塔。
图2中三段变换流程与二段变换流程不同处是一段出口气体含一氧化碳6-10%，经蒸汽过热器4换热降温到300-330℃进入二段变换炉、二段变换炉出口气体一氧化碳含量4-6%，温度350左右再经调温水加热器喷汽凝水法降至160-200℃后进入三段变换炉，三段变换温度200-250℃，使气体中一氧化碳含量降至1-2%。
这种工艺流程与现有传统的中变流程或中串低流程相比有下列优点1、蒸汽消耗进一步下降;
2、反应温度下降150-200℃，气体体积缩小，降低床层阻力从而降低压缩机电能消耗;
3、入一段变换床层气体温度从350℃左右(铁铬系催化剂)降至150℃左右，可取消主热交换器，从而简化流程，减少设备一次投资费用和维修费用;
4、杜绝了铬污染问题，改善了催化剂的装卸劳动卫生条件;
5、由于EB-4催化剂使用空速为传统铁铬系催化剂的两倍以上，但其价格却不到铁铬系的两倍，因此催化剂的费用下降;
6、由于EB-4使用空速比铁铬系高一倍，EB-4催化剂装填量比原中变下降50%以上，降低床层阻力，提高设备生产能力约一倍;
7、由于外加蒸汽量减少，可以减小或取消部份用于回收蒸汽的加水设备，节约设备投资;
8、由于Co-Mo加氢性能远大于Fe-Cr，所以能提高有机硫的转化率，减轻了有机硫对氨合成塔的催化剂危害;
9、由于变换床层入口气体温度低，操作方便，开车起动快，提高有效生产时间，提高产量，减少了热损失，降低了设备材料腐蚀，延长了设备使用寿命。
实施例权利要求
1.一种中小合成氨厂一氧化碳变换工艺，变换分为二段或三段进行，变换炉压力0.6-1.4mPa，其特征是全用钴-钼系宽温区耐硫低温变换催化剂如EB-4，含CO28-12%，CO24-32%，H238-40%，N220-23%，CH4+Ar1-2%，H2S0.1-20g/Nm3的半水煤气经添加过热蒸汽后，不再换热提温，直接进入一段变换炉，一段气体进口温度100-180℃，水蒸汽/干气(体积)为0.4-0.5，变换温度350-380℃，前段(二段流程第一段，三段流程为第二段)变换出口气体经蒸汽过热器或/和调温水加热器降温到160-200℃进末段变换炉，末段进口气体一氧化碳含量4-6%，变换温度200-250℃，出口气体一氧化碳1-2%。
2.如权利要求1的一氧化碳变换工艺，其特征是进一段变换炉的气体最佳温度为125-150℃。
全文摘要
本发明是一氧化碳低温变换工艺，它涉及煤造气合成氨厂0.6-1.4mPa半水煤气变换工艺流程。该工艺全部使用钴-钼系宽温区耐硫低温高活性变换催化(湖北省化学研究所研制的EB-4催化剂)，半水煤气进变换炉温度为100-180℃，较佳为125-150℃，取消了半水煤气热交换器，与传统方法相比具有流程简化，有效生产时间长等特点。
文档编号C01B3/16GK1048016SQ9010326
公开日1990年12月26日 申请日期1990年6月28日 优先权日1990年6月28日
发明者陈佛水, 陈劲松, 李小定, 汪学锋, 刘宜华 申请人:湖北省化肥协会, 湖北省化学研究所