[发明专利]一种自移热CO变换工艺

说明书

本发明提供一种自移热CO变换工艺，属于CO变换技术领域。所述工艺为将调节水气比后的原料粗合成气从下部进入自移热CO变换反应器，经反应器下部的气体分布器分布后进入设置于催化剂床层的换热管内，在换热管内从下而上流动进入反应器上部，从换热管出来的原料粗合成气在反应器顶部旋流混合后反转向下进入催化剂床层，从上往下穿过催化剂床层进行CO变换反应，反应放出的热量对换热管的原料粗合成气进行加热，变换气出催化剂床层进入反应器底部，并从反应器底部出气口送出。本发明工艺原料粗合成气不经预热而直接进入自移热CO变换反应器，在反应器内利用变换反应放出的部分热量加热原料粗合成气，原料气加热的同时控制了变换反应催化剂床层温度。

技术领域

本发明属于CO变换技术领域，具体为一种自移热CO变换工艺。

背景技术

CO变换用于调整合成气中的H₂与CO比例，广泛运用于合成气制备。现有的CO变换工艺主要有绝热变换工艺和等温变换工艺。其中绝热变换工艺在高浓度CO条件下易发生反应超温，如干粉煤气化配套变换装置采用绝热变换工艺，其热点温度将超过500℃。等温变换工艺普遍采用锅炉给水移热副产蒸汽的方法，反应器的一侧介质为粗合成气(催化剂侧)，另一侧为锅炉给水。现有等温变换存在工艺余热回收等级低、设备加工制造困难且易内漏、副产蒸汽无法利用变换工艺余热进行过热处理等缺点。

开发CO变换新工艺，解决绝热变换工艺反应超温问题，同时实现高等级工艺余热的输出，降低设备制造难度，解决设备内漏问题，具有重要的工业推广价值。

发明内容

针对现有CO变换工艺存在的不足，本发明提供一种自移热CO变换工艺，采用自移热变换反应器，利用变换反应放出的热量预热原料气，使变换反应放出的热量部分被移走，以降低催化剂床层温度，避免反应超温。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种自移热CO变换工艺，所述工艺为将调节水气比后的原料粗合成气从下部进入自移热CO变换反应器，经反应器下部的气体分布器分布后进入设置于催化剂床层的换热管内，在换热管内从下而上流动进入反应器上部，从换热管出来的原料粗合成气在反应器顶部旋流混合后反转向下进入催化剂床层，从上往下穿过催化剂床层进行CO变换反应，反应放出的热量对换热管内的原料粗合成气进行加热，变换气出催化剂床层进入反应器底部，并从反应器底部出气口送出。

进一步，从反应器出气口送出的变换气依次经蒸汽过热器、废热锅炉逐级高效回收变换反应的工艺余热。

进一步，原料粗合成调节水气比后，无需经过预热处理而直接进入自移热CO变换反应器。

进一步，所述自移热CO变换反应器包括筒体，筒体下部设置有进气口，底部设置有出气管；筒体内设置有催化剂床层，催化剂床层与筒体顶部形成混合区，催化剂床层内设置有换热管，换热管底部连通有气体分布器，气体分布器与进气口连通。

进一步，所述换热管为多根，且为薄壁管。

进一步，所述气体分布器固定在自移热CO变换反应器筒体内。

进一步，所述原料粗合成气中CO含量为50％～75％；所述变换气CO含量为45％以下，CO含量以干基摩尔计。

进一步，所述催化剂床层中装填有Co-Mo系耐硫变换催化剂或Fe-Cr系变换催化剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、原料粗合成气不经预热而直接进入自移热CO变换反应器，在反应器内利用变换反应放出的部分热量加热原料粗合成气，实现原料气加热的同时控制了变换反应催化剂床层的热点温度，同时节省了现有工艺的变换反应器入口换热器。

2、自移热变换反应器送出的变换气工艺余热等级高，可以用于过热和副产高等级蒸汽，提高装置的运行经济性；