[发明专利]一种配套煤化工装置的等温变换工艺及等温变换炉

说明书

本发明涉及一种配套煤化工装置的等温变换工艺及等温变换炉，包括下述步骤：来自煤气化装置的粗煤气分为两股，第一股粗煤气作为非变换气；第二股分离出冷凝液、加热、脱毒、脱毒后分为三股；第一股净化气进入气冷变换炉进行变换反应；另外两股分别送入两台并联设置的等温变换炉进行变换反应；两台等温变换炉共用一个汽包，汽包内的锅炉水进入所述等温变换炉，副产中压饱和蒸汽，出两台等温变换炉的变换气回收热量；中压饱和蒸汽作为气冷变换炉的取热介质，出气冷变换炉的变换气回收热量后与第一股变换气汇流，得到粗合成气。

技术领域

本发明涉及一种CO变换工艺，具体指一种配套煤化工装置的等温变换工艺及等温变换炉。

背景技术

我国煤炭资源丰富，发展煤化工产业，是解决我国能源与发展矛盾的有效途径之一。对于新建煤化工项目，国家要求采用先进技术，走规模化、大型化的道路。2011年4月《国家发展改革委关于规范煤化工产业有序发展的通知》(发改产业[2011]635号)在煤化工项目规划、规模等方面已做了一些规定，“在新的核准目录出台之前，禁止建设以下项目：年产50万吨及以下经甲醇制烯烃项目，年产100万吨及以下煤制甲醇项目，年产100万吨及以下煤制二甲醚项目，年产100万吨及以下煤制油项目，年产20亿立方米及以下煤制天然气项目，年产20万吨及以下煤制乙二醇项目。

随着煤化工项目规模的不断扩大，CO变换装置的大型化也势在必行。目前已经投入商业运行或在建的大型煤化工项目中，CO变换工艺均采用“多段绝热反应+间接热能回收”多系列并联的方式设置流程，如年产180万吨煤制甲醇项目的CO变换装置需要设置两个系列，年产360万吨煤制甲醇项目的CO变换装置需要设置四个系列。多系列设置带来的不良结果是装置设备数量多、投资大、能耗高、占地面积大，生产管理难度增加。

近年来开发的等温变换技术应用在各种煤气化工艺中，因其具有流程短、变换反应深度容易控制等技术优势倍受人们关注，但该技术也存在以下不足之处：目前的等温变换工艺中，无论是绝热变换串等温变换工艺、还是等温变换串绝热变换工艺、或是双等温变换炉串联工艺，变换气都是全气量通过所有的变换炉，造成变换炉的设备尺寸大，造价高，制造、运输困难，对于大型煤化工项目，该问题表现的更为突出，流程设置仍需要多系列并联，才能满足生产规模要求。其次，部分等温变换工艺只能副产饱和蒸汽，不能产过热蒸汽，蒸汽品质较低。

(1)如申请号为201410439881.7的中国发明专利申请所公开的《一种用于高浓度CO原料气的绝热串等温变换工艺》，其工艺流程设置为：绝热+等温变换工艺、绝热+等温+绝热变换工艺，虽然解决了蒸汽的过热问题，但是，该工艺存在变换气需要全气量通过所有的变换炉，造成变换炉的设备尺寸大，造价高，制造、运输困难等一系列问题。对于大型煤化工项目，仍然需要设置多系列并联，才能满足生产要求。

(2)如申请号为201210185731.9的中国发明专利申请所公开的《一种副产高品位蒸汽节能深度转化的水移热变换工艺》，其工艺流程设置为：双等温变换炉串联工艺、绝热+等温变换工艺、绝热+等温+绝热变换工艺，三种工艺都只能产饱和蒸汽，都是变换气全气量通过所有的变换炉，造成变换炉的设备尺寸大，造价高，制造、运输困难等一系列问题。对于大型煤化工项目，仍然需要设置多系列并联，才能满足生产要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种流程简单、投资低、占地面积小、系统阻力小、单系列就能满足煤化工项目生产规模要求的配套煤化工装置的等温变换工艺。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状提供一种撤热均匀、变换反应效率高、设备投资低的等温变换炉。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种配套煤化工装置的等温变换工艺，其特征在于包括下述步骤：