[发明专利]一种用于煤制氢及合成氨的耐硫变换方法及装置

权利要求书

1.一种用于煤制氢及合成氨的耐硫变换方法，其特征在于，该耐硫变换方法包括：

a、来自煤制氢及合成氨装置的原料气经过原料气分液罐分液，由原料气分液罐罐顶得到的气体与蒸汽通过配汽混合器混合，进行水气比调整，之后原料气进入原料气换热器与来自一级耐硫变换反应器出口反应气换热；

b、换热后的原料气进入保护床反应器除杂，保护床反应器出口通过三路管线分别连接至一级耐硫变换反应器的顶部、一级耐硫变换反应器的中部、一级耐硫变换反应器出口管线；保护床反应器出口的物流进入第一路管线，任选进入第二路管线、第三路管线；一级耐硫变换反应器出口反应气进入原料气换热器与原料气换热降温；通过调节进入三路管线的物流比例对进入二级耐硫变换反应器的原料气进行调整；

c、来自原料换热器的高温气进入减温塔Ⅰ与来自锅炉给水换热器的锅炉给水混合以降温增湿，进行水气比调整，然后进入二级耐硫变换反应器；

d、二级耐硫变换反应器出口反应气经过蒸汽发生器发生蒸汽，再进入减温塔Ⅱ与来自锅炉给水换热器的锅炉给水混合以降温增湿，进行水气比调整，然后进入三级耐硫变换反应器；

e、三级耐硫变换反应器出口反应气依次通过锅炉给水换热器、除盐水换热器、水冷器以及气液分离器，气液分离器顶部得到的气体送入下游装置；

所述配汽混合器出口物流的水气比为0.2-0.4，所述原料气换热器原料气侧出口温度为200-260℃，所述减温塔Ⅰ出口温度为210℃-250℃，水气比为0.25-0.4，所述减温塔Ⅱ出口温度为210℃-250℃，水气比为0.2-0.35，所述来自锅炉给水换热器的锅炉给水的温度为180℃-250℃；

进入第一路管线的物流占所述保护床反应器出口的物流的60％或80％或100％；

在开工或者装置负荷低于50％时，所述第二路管线的物流送入所述一级耐硫变换反应器内，进入所述第二路管线的物流占所述保护床反应器出口物流的40％；

所述二级耐硫变换反应器入口CO干基浓度小于8mol％时，所述第三路管线的物流与所述一级耐硫变换反应器出口的物流混合，进入所述第三路管线的物流占所述保护床反应器出口物流的20％。

2.根据权利要求1所述的耐硫变换方法，其特征在于，锅炉给水通过所述锅炉给水换热器后分别进入所述蒸汽发生器、所述减温塔Ⅰ以及所述减温塔Ⅱ；所述蒸汽发生器出口的蒸汽全部或部分通过所述配汽混合器配入原料气中。

3.根据权利要求1所述的耐硫变换方法，其特征在于，所述原料气中CO干基含量为40mol％-70mol％，水气比为0.3-1.2，温度为180℃-230℃。

4.一种用于煤制氢及合成氨的耐硫变换装置，其特征在于，该耐硫变换装置包括：

按物料流动方向依次连接的原料气分液罐、配汽混合器、原料气换热器、保护床反应器、一级耐硫变换反应器、原料气换热器、减温塔Ⅰ、二级耐硫变换反应器、蒸汽发生器、减温塔Ⅱ、三级耐硫变换反应器、锅炉给水换热器、除盐水换热器、水冷器以及气液分离器；

锅炉给水管线与锅炉给水换热器连接，锅炉给水换热器的锅炉给水出口分别与蒸汽发生器、减温塔Ⅰ以及减温塔Ⅱ连接；蒸汽发生器的蒸汽出口分别与配汽混合器和蒸汽管线相连；

其中，原料气换热器管壳程均设置调节阀；

保护床反应器底部分别通过第一分支管线、第二分支管线和第三分支管线与一级耐硫变换反应器顶部、中部和底部相连，第二分支管线和第三分支管线上分别设置调节阀。

5.根据权利要求4所述的耐硫变换装置，其特征在于，所述一级耐硫变换反应器中设置有多段催化剂床层，其中，从上至下设置的第一段催化剂床层高度占催化剂床层总高度的10-90％，所述第二分支管线与所述一级耐硫变换反应器中部的连接处位于所述催化剂床层之间。

6.根据权利要求4所述的耐硫变换装置，其特征在于，所述二级耐硫变换反应器与三级耐硫变换反应器均为轴径向反应器。