[发明专利]一种用于羰基合成的两步法调节水气比的长周期变换工艺

权利要求书

1.一种用于羰基合成的两步法调节水气比的长周期变换工艺，其特征在于包括以下步骤：

来自上游的粗合成气首先经1#气液分离器初步分液后，分成两股，一股通过混合器喷入适量雾状高压锅炉水，使粗合成气形成过饱和态，然后进入低压蒸汽发生器，副产低压饱和蒸汽，同时粗合成气温度降低析出凝液，气体中的杂质随凝液沉降，与另一股粗合成气分别从上部与下部进入2#气液分离器分离出凝液；

为调整水气比的需要，2#气液分离器设置为两层结构，上层气相出口为低水气比，下层气相出口为高水气比，下层气相经粗合成气加热器，加热至催化剂起活温度点之上，粗合成气加热器出口的原料气根据其中杂质含量，经过脱毒槽将其中的杂质和易引起催化剂中毒的组分进行脱除；

在催化剂反应前期，净化后的粗合成气一部分进入两段式1#变换炉A段，其中1#变换炉A段采用动力学控制，催化剂装填量较少，变换反应远未达到平衡，反应器出口变换气温度控制在300~450℃；与此同时，为满足长周期运行的需要，1#变换炉设置B段作为1#变换炉A段的备用，从1#变换炉出口的变换气经过中高压蒸汽过热器、粗合成气加热器、1#中高压蒸汽发生器降温后，一部分与未变换气混合后经2#变换炉深度变换，另一部分与2#变换炉反应出口气相混合，混合气相再经2#中高压蒸汽发生器回收热量后，进入下游低温余热回收装置处理；

在2#气液分离器6上层气相出口与中高压蒸汽过热器10出口之间设有旁路1，该旁路1上设置有用于调节非变换气流量的控制阀15；在2#气液分离器6出口设置用以控制送往1#变换炉的合成气量旁路1，从而调节变换气和非变换气的比例；同时，在1#中高压蒸汽发生器11出口设置用以进一步调节氢碳比的旁路2；

所述1#变换炉包括有：

内上筒体，设于所述炉体的上段中，具有用于填充绝热变换反应催化剂的内腔，所述内上筒体的外周壁与炉体内周壁之间形成有进气环隙，所述内上筒体的外周壁上开设有若干个间隔布置的第一进气口；

中心管，设于所述内上筒体的中央部位且上端封闭、下端具有与隔板下方相连通的下端口，所述中心管的周壁上开设有若干个供内上筒体中的气体进入中心管中的通气口；

锅炉水进水腔，设于所述炉体的下段中且靠近隔板布置；

蒸汽收集腔，设于所述炉体上段中且位于内上筒体的上方，用于收集锅水受热产生的蒸汽；

锅炉水列管，为多根，各锅炉水列管的下端与所述锅炉水进水腔相连接、上端与所述蒸汽收集腔相连接，各锅炉水列管靠近所述中心管围设在中心管外周，从而使内上筒体内布置有锅炉水列管的区域形成半等温区、位于该半等温区外围未布置锅炉水列管的区域形成绝热区I；

汽包，设于所述炉体上方，该汽包通过锅炉水下降管与所述锅炉水进水腔相连通、通过蒸汽上升管与所述蒸汽收集腔相连通，所述的汽包与锅炉水下降管、锅炉水进水腔、锅炉水列管、蒸汽收集腔、蒸汽上升管共同构成一可控饱和蒸汽发生系统；以及

内下筒体，设于所述炉体的下段中且位于锅炉水进水腔下方，具有用于填充变换反应催化剂的内腔；所述内下筒体上端与隔板之间形成混气区，所述炉体侧壁上开有供混合气输入该混气区中的开口，所述内下筒体具有供混合区的气体进入的第二进气口及供反应后气体输出的出气口，该出气口与所述变换气出口相连通。

2.根据权利要求1所述的用于羰基合成的两步法调节水气比的长周期变换工艺，其特征在于：2#变换炉设置成两段，上段为脱毒段，下段为反应段。

3.根据权利要求1所述的用于羰基合成的两步法调节水气比的长周期变换工艺，其特征在于：在催化剂反应后期，关闭1#变换炉A段入口阀门使得合成气优先通过1#变换炉的B段，经一系列热量回收后由旁路3返回1#变换炉A段继续反应。

4.根据权利要求1所述的用于羰基合成的两步法调节水气比的长周期变换工艺，其特征在于：所述来自上游的粗合成气中一氧化碳干基体积含量为30~90%，水/绝干气体积比为0.1~1.6，压力范围为1.0~9.0MPaG。

5.根据权利要求1所述的用于羰基合成的两步法调节水气比的长周期变换工艺，其特征在于：所述低压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为0.1~2.5MPaG；所述中高压蒸汽发生器副产饱和蒸汽压力范围为2.5~8.0MPaG。

6.根据权利要求1 ~ 5中任一权利要求所述的用于羰基合成的两步法调节水气比的长周期变换工艺，其特征在于：所述的1#变换炉为两段式半等温变换炉，其具有竖向延伸且呈圆筒状的炉体，该炉体顶部开有粗合成气进口、底部开有变换气出口，所述炉体中设置有能将其内腔分隔为相对独立的上段与下段的隔板，上段的内层为半等温区、外层为绝热区I，下段为绝热区II。