一种CO变换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种CO变换装置，包括：通过其管程入口接收含CO的原料气的第一换热器；与第一换热器的管程出口连通并对原料气进行预变换反应的预变炉；设置在预变炉的下游的至少三组变换器，各变换器包括依次连接的蒸汽混合器、淬冷过滤器和变换炉。优选在第二变换器与第三变换器之间设有第二换热器。第二换热器的反应气出口与第一换热器的壳程入口相连通，第三变换器连接于第一换热器的壳程出口。根据本实用新型专利技术的装置尤其适用于适应低水气比的CO变换工艺。变换工艺中所需的蒸汽至少分三段加入与反应气混合，淬冷降温后，进入变换炉中进行变换反应，这样可防止变换炉超温，有效防止甲烷化副反应的发生。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化工エ艺设计
，具体涉及ー种适应低水气比的CO变换装置。
技术介绍
在同期选用Shell粉煤气化制气的国内几家煤化工装置中，其耐硫变换均采用高水气比エ艺，即在变换进ロー次加足水蒸汽(水气比一般为1. 4-1. 8)，在高水气比条件下Shell炉出口的エ艺气进行预变换处理，之后按照变换エ艺流程进行处理。上述エ艺流程的优点是在CO变换过程中不会有甲烷化副反应发生，但是存在以下几个主要的缺点(i)蒸汽消耗量大，増加了エ艺设备的负荷和传输压力，增大生产的成本；(ii)所用的催化剂往往价格昂贵，成本较大；(iii)由于一部分催化剂处于高水气比和高温的苛刻条件下运行，因而会出现反硫化现象，不但影响正常生产，而且需要频繁更换催化剂。为此，目前越来越多地使用低水气比变换エ艺，该エ艺实现了高浓度CO的变换，达到了降低汽耗，增产增效的目的。
技术实现思路
为了进一歩优化现有技术中的低水气比CO变换エ艺，尤其从节能的角度考虑，本技术提供了一种适应低水气比エ艺的CO变换装置，利用该装置可将粗煤气中过高的CO变换成CO2,同时产生H2,以调整粗煤气中CO和H2的含量，满足下游エ段的エ艺要求。根据本技术，提供了ー种CO(—氧化碳)变换装置，包括通过其管程入口接收含CO的原料气的第一换热器；与第一换热器的管程出ロ连通并对原料气进行预变换反应的预变炉；设置在预变炉的下游的至少三组变换器，各变换器包括依次连接的蒸汽混合器、淬冷过滤器和变换炉。根据本技术的上述装置尤其适用于适应低水气比的CO变换エ艺。该装置改变了传统的CO变换中的水气比，将蒸汽至少分三段加入，反应气与蒸汽充分混合后，在淬冷过滤器中喷水降温，然后进入变换炉中进行变换反应，这样可防止变换炉超温，同时有效防止甲烷化副反应的发生。优选地，在第二变换器与第三变换器之间设有第二换热器，所述第二换热器设有用于通入来自甲烷化净化单元的净化气的进气ロ。也就是说，该第二换热器用于使反应气与甲烷化净化単元的原料气进行换热，以提高甲烷化净化単元原料气的温度，合理利用变换反应热量。进ー步优选的是，第二换热器的反应气出口与第一换热器的壳程入口相连通，第三变换器连接于第一换热器的壳程出ロ。这样可以实现经过第二变换器变换之后的反应气与即将进入变换系统的原料气之间的换热，充分利用了系统内部的能量交換。在一个优选的实施方案中，第三变换器的变换炉包括第一变换反应室和第二变换反应室，所述第一变换反应室和第二变换反应室之间通过第三换热器连接。该第三换热器为锅炉给水换热器，从第一变换反应室出来的反应气在此与进行淬冷的エ艺冷凝液进行换热，然后进入第二变换反应室进行变换反应。在CO变换エ艺中，优选在变换反应之前对原料气进行预处理。因此，根据本技术的CO变换装置优选在第一换热器之前设有用于除去原料气中的固体杂质的过滤器。还进ー步优选在该过滤器之前设有用于除去原料气中的水分的分离器。 根据本技术，优选在第三变换炉之后设有废热锅炉，为锅炉水提供热量，产生低压蒸汽，例如可供给气化除氧器除氧使用。优选在废热锅炉之后依次设有分离塔、第四换热器和水洗塔。反应气在水洗塔中经过水洗降温后进入下ーエ序，例如低温甲醇洗エ序。根据本技术的CO变换装置尤其适用于低水气比的CO变换エ艺。在使用本技术的装置的CO变换エ艺中，能够将粗煤气中过高的CO变换成CO2,为下游エ段提供满足エ艺要求的反应气；由于分段加入蒸汽与反应气混合并进行淬冷，降低了エ艺所需的水气比，从而降低了汽耗，节约了能源，同时还减轻了装置的负荷，具有较好的经济效益和社会效益；此外，使用该装置还能较好地控制反应温度和床层热点，增产增效。附图说明本技术所提供的附图是为了更好地说明本技术，而不是构成对本技术的限制。图1是根据本技术的CO变换装置的示意图。具体实施方式下面将结合附图和优选具体实施方式对本技术作进ー步的说明，但本技术并不限于此。图1显示了根据本技术的CO变换装置20，包括通过其管程入口接收含CO的原料气的第一换热器3 ;与第一换热器3的管程出ロ连通并对原料气进行预变换反应的预变炉4 ;设置在预变炉4下游的至少三组变换器，各变换器包括依次连接的蒸汽混合器、淬冷过滤器和变换炉。例如，图1所示的CO变换装置20包括三组变换器，其中第一组变换器包括第一蒸汽混合器5、第一淬冷过滤器6和第一变换炉7 ;第二组变换器包括第二蒸汽混合器(图中未示出)、第二淬冷过滤器8和第二变换炉9 ;第三组变换器包括第三蒸汽混合器(图中未示出)、第三淬冷过滤器11和第三变换炉13。如图所示，在第二变换器与第三变换器之间还设有第二换热器10，其用于通入甲烷化的净化气，使之与从第二变换器中出来的反应气进行换热。第二换热器10的反应气出ロ与第一换热器3的壳程入口相连通，第三变换器连接于第一换热器3的壳程出口。第三变换炉13包括第一变换反应室和第二变换反应室，所述第一变换反应室和第二变换反应室之间通过第三换热器12连接。反应气从第三淬冷过滤器11中出来后，进入第三变换炉13的第一变换反应室,再次经历变换后的反应气从第一反应室出来,进入第三换热器12中与进行淬冷的エ艺冷凝液进行换热，然后进入第二反应室继续反应。根据本技术的CO变换装置在应用过程中，含有CO的原料气、例如粗煤气从第一换热器3的管程中进入,在第一换热器3中与来自第二换热器10的反应气进行换热,然后进入预变炉4中进行变换反应。从预变炉4中出来的反应气进入第一变换器，即先进入第一蒸汽混合器5中并与所加入的蒸汽混合，然后进入第一淬冷过滤器6中，反应气在其中经喷水降温，接着进入第一变换炉7中进行变换反应。从第一变换炉7中出来的反应气进入第二换热器10的管程中，与壳程中通过的来自甲烷化的浄化气进行换热，然后进入第一换热器3的壳程中，与含CO的原料气进行换热，接着从第一换热器3的壳程出口中出来，进入第三组变换器中。先进入第三组换热器的第三蒸汽混合器(图中未示出)中与蒸汽进行混合，然后进入第三淬冷过滤器11中经喷水降温，接着进入第三变换炉13的第一反应室中进行变换反应，反应气从第一反应室中出来，进入第三换热器12中，在该换热器中与进行淬冷的エ艺冷凝液进行换热，然后进入第二反应室中继续变换反应。至此，含CO的原料气经过三组变换器之后，一部分CO已经变换成CO2，进而为下一个エ段提供满足エ艺要求的反应气。在一个优选实施方案中，在第一换热器3之前设有用于除去原料气中的固体杂质的过滤器2。优选地，在过滤器2之前设有用于除去原料气中的水分的分离器I。含CO的原料气经过分离器I去除水分，然后经过滤器2去除固体杂质后，再进入下游的变换系统中进行变换反应，这样能够防止杂质在下游设备中堆积而使其受到污染，也避免了杂质对变换反应的不良影响，提闻反应效率。在另ー个优选实施方案中，在第三变换炉13之后设有废热锅炉，从第三变换炉13中出来的反应气进入废热锅炉14中，为锅炉水提供热量。在废热锅炉14之后还可依次设有分离塔15、第四换热器16和水洗塔17。反应气从废热锅炉14中出来，进入分离塔15，然后进入第四换热器16，接着进入水 洗塔15中，经过水洗降温后进入下ーエ序，例如为低温甲醇洗エ序。由此可见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CO变换装置，其特征在于，包括：通过其管程入口接收含CO的原料气的第一换热器；与第一换热器的管程出口连通并对原料气进行预变换反应的预变炉；设置在预变炉的下游的至少三组变换器，各变换器包括依次连接的蒸汽混合器、淬冷过滤器和变换炉。

【技术特征摘要】
1.一种CO变换装置，其特征在于，包括 通过其管程入口接收含CO的原料气的第一换热器； 与第一换热器的管程出口连通并对原料气进行预变换反应的预变炉； 设置在预变炉的下游的至少三组变换器，各变换器包括依次连接的蒸汽混合器、淬冷过滤器和变换炉。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在第二变换器与第三变换器之间设有第二换热器，所述第二换热器设有用于通入来自甲烷化净化单元的净化气的进气口。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二换热器的反应气出口与第一换热器的壳程入口相连通，第三变换器连接于第一换热器的壳程出口。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴天平，张绍延，张红才，罗尚成，刘飞，李桂萍，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司湖北化肥分公司，
类型：实用新型
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