一种合成气制备系统及制备工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种合成气制备系统及制备工艺，所述制备系统包括二段炉，所述二段炉的出口与换热式逆变换炉的下部连接，所述换热式逆变换炉的顶部与压缩系统连接，H2和CO2气体经过压缩系统进入换热式逆变换炉，水蒸气由换热式逆变换炉顶部进入炉内，所述换热式逆变换炉的上部出气口与废热回收系统连接，所述废热回收系统与合成气净化系统连接。本发明专利技术通过在二段炉出口增加换热式逆变换炉，将过剩的H2与CO2废气在换热式逆变换炉中发生逆变换反应，通过调整入炉的水汽浓度及CO2浓度来调整CO2的转化率，进而调整出口气中的氢碳比的比例，同时结合CO2废气的综合利用，CO收率可提高至96%，而且减少了CO2废气的排放，减少了污染，具有良好的社会效益。

A synthetic gas preparation system and preparation process

The invention discloses a synthetic gas preparation system and a preparation process. The preparation system includes a two stage furnace. The exit of the two section furnace is connected to the lower part of the heat exchange converter. The top of the heat exchange converter is connected with the compression system, and the H2 and CO2 gases enter the heat exchange converter through the compression system, and the steam is made by the steam. The top of the heat exchange converter is connected to the top of the furnace. The upper outgassing port of the heat exchange converter is connected with the waste heat recovery system, and the waste heat recovery system is connected with the synthetic gas purification system. By adding a heat exchange converter at the outlet of the two section furnace, the excess H2 and CO2 waste gas are reversed in the heat exchange converter, and the conversion rate of CO2 is adjusted by adjusting the water vapor concentration and CO2 concentration in the furnace, then the ratio of hydrogen to carbon in the outlet gas is adjusted, and the comprehensive utilization of CO2 waste gas is combined. The yield of CO can be increased to 96%, and the emission of CO2 can be reduced, and the pollution will be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种合成气制备系统及制备工艺
本专利技术属于化工
，特别涉及一种制取各种氢碳比合成气的制备系统及制备工艺。
技术介绍
以一氧化碳和氢气为主要组分的合成气，是一种重要的化工原料，该合成气可用于化工、炼油、冶金、电子等行业。然而不同的用户对合成气中的氢碳比（H2/CO）要求是不一样的，而传统的烃类蒸汽转化合成气（CO和H2，或HYCO工厂）制备工艺，一般都采用一段蒸汽转化、两段蒸汽转化工艺、催化部分氧化或非催化部分氧化（通常也称为二段炉），这些工艺均有如下问题：1、所生产的合成气中氢碳比（H2/CO）均较高，即氢多碳少，可生产的下游产品合成率降低。2、在烃类蒸汽转化过程中存在CO+H2O的变换生成CO2的副反应，造成CO的收率降低，通常转化反应，CO的收率约为58%～75%。为了尽可能地提高CO的收率，一般采用降低水碳比（H2O/C）和/或提高转化温度的方式。如果水碳比（H2O/C）降得过低，会发生析炭反应，损坏催化剂和堵塞设备和管道；另一方面，转化温度由于受一段炉炉管、二段炉耐火材料的限制，温度也不能提得过高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够制取不同氢碳比合成气以满足下游多种产品生产需求的合成气制备系统及制备工艺。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种合成气制备系统，包括二段炉，其特征在于：所述二段炉的出口与换热式逆变换炉的下部连接，所述换热式逆变换炉的顶部与压缩系统连接，H2和CO2气体经过压缩系统进入换热式逆变换炉，水蒸气由换热式逆变换炉顶部进入炉内，所述换热式逆变换炉的上部出气口与废热回收系统连接，所述废热回收系统与合成气净化系统连接。一种采用合成气制备系统的合成气制备工艺，其特征在于：将二段炉反应生成的合成气送入换热式逆变换炉内下部，所述换热式逆变换炉的反应所需热量由二段炉出口高温气体提供，将H2和CO2混合并经压缩系统后进入换热式逆变换炉内，水蒸气与压缩后的H2/CO2混合气混合后由换热式逆变换炉顶部进入炉内，通过调节进入换热式逆变换炉内CO2的浓度和水蒸气浓度来调节CO2的转化率，在换热式逆变换炉中H2和CO2反应生成CO，出换热式逆变换炉的气体经过废热回收后，进入净化系统，以制取满足要求的合成气。本专利技术所述的合成气制备工艺，其经净化系统处理后的多余H2和CO2返回到压缩系统进一步回收利用。本专利技术所述的合成气制备工艺，其将合成气分离工序富余的H2和脱碳后的CO2混合后送入换热式逆变换炉内进行逆变换反应。本专利技术通过在二段炉出口增加换热式逆变换炉，将过剩的H2与CO2废气在换热式逆变换炉中发生逆变换反应，生成合成气所需要的原料CO，通过调整入炉的水汽浓度及CO2浓度来调整CO2的转化率，进而调整出口气中的氢碳比的比例，同时结合CO2废气的综合利用，CO收率可提高至96%，而且在将多余的CO2变废为宝的同时也减少了CO2废气的排放，减少了污染，具有良好的社会效益。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。图中标记：1为二段炉，2为换热式逆变换炉，3为压缩系统，4为废热回收系统，5为合成气净化系统。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种合成气制备系统，包括二段炉1、换热式逆变换炉2、压缩系统3、废热回收系统4以及合成气净化系统5，所述二段炉1的出口与换热式逆变换炉2的下部连接，所述换热式逆变换炉2的顶部与压缩系统3连接，H2和CO2气体经过压缩系统3进入换热式逆变换炉2，水蒸气由换热式逆变换炉2顶部进入炉内，所述换热式逆变换炉2的上部出气口与废热回收系统4连接，所述废热回收系统4与合成气净化系统5连接。一种采用上述合成气制备系统的合成气制备工艺，具体为：将二段炉反应生成的合成气送入换热式逆变换炉内下部，所述换热式逆变换炉的反应所需热量由二段炉出口高温气体提供，将合成气分离工序富余的H2和脱碳后的CO2或工厂多余的CO2混合，并经压缩系统后送入换热式逆变换炉内进行逆变换反应，水蒸气与压缩后的H2/CO2混合气混合后由换热式逆变换炉顶部进入炉内，在换热式逆变换炉中H2和CO2发生反应生成CO，通过调节进入换热式逆变换炉内CO2的浓度和水蒸气浓度来调节CO2的转化率，进而调整合成气中的氢碳比，在换热式逆变换炉中H2和CO2反应生成CO，出换热式逆变换炉的气体经过废热回收后，进入净化系统，以制取满足要求的合成气，经净化系统处理后的多余H2和CO2返回到压缩系统进一步回收利用，以减少CO2的排放。采用本专利技术的工艺技术，节省了造价昂贵且操作复杂的一段转化炉，二段转化炉的操作条件与传统工艺一致，操作条件温和，总的热负荷低、O2消耗低、H2产量高，而且采用换热式逆变换炉，将多余的CO2变为CO，使CO2变废为宝，减少废气排放，合成气中氢碳比调节范围宽，可满足多种产品的生产需求。以上所述仅为本专利技术的较佳实施案例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成气制备系统，包括二段炉（1），其特征在于：所述二段炉（1）的出口与换热式逆变换炉（2）的下部连接，所述换热式逆变换炉（2）的顶部与压缩系统（3）连接，H2和CO2气体经过压缩系统（3）进入换热式逆变换炉（2），水蒸气由换热式逆变换炉（2）顶部进入炉内，所述换热式逆变换炉（2）的上部出气口与废热回收系统（4）连接，所述废热回收系统（4）与合成气净化系统（5）连接。

【技术特征摘要】
1.一种合成气制备系统，包括二段炉（1），其特征在于：所述二段炉（1）的出口与换热式逆变换炉（2）的下部连接，所述换热式逆变换炉（2）的顶部与压缩系统（3）连接，H2和CO2气体经过压缩系统（3）进入换热式逆变换炉（2），水蒸气由换热式逆变换炉（2）顶部进入炉内，所述换热式逆变换炉（2）的上部出气口与废热回收系统（4）连接，所述废热回收系统（4）与合成气净化系统（5）连接。2.一种采用如权利要求1所述的合成气制备系统的合成气制备工艺，其特征在于：将二段炉反应生成的合成气送入换热式逆变换炉内下部，所述换热式逆变换炉的反应所需热量由二段炉出口高温气体提供，将H2和...

【专利技术属性】
技术研发人员：董岱峰，周芳，朱艳茹，王涛，王时川，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51