專利名稱：高水氣比改造工藝在煤制甲醇中的運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)代煤化工潔凈煤氣化技術(shù)，尤其是高水氣比改造 工藝在煤制甲醇中的運(yùn)行方法。背景技術(shù)：
在眾多的煤氣化工藝中，荷蘭SHELL公司開發(fā)的粉煤氣化新技 術(shù)因制得的原料氣中的CO含量高，不僅加重了耐硫變換系統(tǒng)的CO變換負(fù)荷，而且還有 可能引起高放熱的甲烷化副反應(yīng)使床層超溫。高水氣比工藝流程雖然可以抑制甲烷化副 反應(yīng)，但受高CO含量和高水含量的雙重影響，反應(yīng)會(huì)更加劇烈，造成催化劑床層超溫， 影響裝置正常安全生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安全運(yùn)行、費(fèi)用低的高水氣比改造工 藝在煤制甲醇中的運(yùn)行方法，它克服了高水氣比工藝流程存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是 這樣實(shí)現(xiàn)的，高水氣比改造工藝設(shè)計(jì)思路是充分利用粉煤氣化原料氣水含量低的特點(diǎn)， 通過工藝氣中的水含量來控制第一變換爐的反應(yīng)深度，進(jìn)而控制床層的熱點(diǎn)溫度，將高 濃度CO原料氣在低水氣比的條件下進(jìn)行部分變換。通過對(duì)裝置的工藝參數(shù)反復(fù)進(jìn)行動(dòng) 力學(xué)模擬計(jì)算和熱量平衡計(jì)算，確定了工藝技術(shù)改造方案。一是對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行工藝技 術(shù)改造；二是將高水氣比催化劑更換為低水氣比催化劑；三是操作方法改進(jìn)。第一變換爐入口溫度從255_290°C降至215°C，入口水氣比從1.1-1.3降至0.3， 熱點(diǎn)溫度從500°C降至450°C ；工藝條件明顯緩和，避免了因床層超溫引起管線、設(shè)備、 法蘭泄露有毒、有害氣體的危險(xiǎn)；節(jié)省蒸汽用量，降低能耗，第一變換爐入口水氣比設(shè) 計(jì)為1.09，蒸汽加入量為35t/h，改造前的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，第一變換爐的水氣比為1.6 左右，添加蒸汽高達(dá)60t/h，改造后比國內(nèi)同類型、同規(guī)模裝置每小時(shí)節(jié)約35t/h蒸汽。本發(fā)明具有如下積極效果1、在國內(nèi)首次采用低水氣比工藝代替高水氣比變換 新工藝；2、改造后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，變換爐操作簡(jiǎn)單，操作溫度降低，避免了因變換爐超 溫引起設(shè)備、管線、法蘭泄露有毒、有害等危險(xiǎn)氣體的安全隱患，降低了操作風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn) 行效果較好，而且不需添加蒸汽；3、工藝?yán)淠毫看蟠鬁p少，降低了廢水的處理費(fèi)用及 運(yùn)行費(fèi)用；4、實(shí)現(xiàn)了耐硫變換工藝的重大創(chuàng)新和突破，拓寬了原料煤的選擇范圍，工藝 技術(shù)居國內(nèi)領(lǐng)先水平，為國內(nèi)采用粉煤氣化技術(shù)生產(chǎn)化肥和甲醇開辟了一條節(jié)能效果顯 著的新工藝途徑；5、填補(bǔ)了高CO含量原料氣在低水氣比變換工藝條件下制甲醇的國際 空白；6、推廣應(yīng)用前景廣闊，低水氣比變換工藝具有操作穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，在煤 制天然氣、煤制烯烴、煤制甲醇、煤制合成氨等領(lǐng)域具有推廣前景。四

圖1為高水氣比改造工藝前的運(yùn)行2為高水氣比改造工藝后的運(yùn)行圖五具體實(shí)施例方式高水氣比改造工藝設(shè)計(jì)思路是，充分利用粉煤氣化原料氣 水含量低的特點(diǎn)，通過工藝氣中的水含量來控制第一變換爐的反應(yīng)深度，進(jìn)而控制床層 的熱點(diǎn)溫度，將高濃度CO原料氣在低水氣比的條件下進(jìn)行部分變換。通過對(duì)裝置的工 藝參數(shù)反復(fù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算和熱量平衡計(jì)算，確定了工藝技術(shù)改造方案。一是對(duì)現(xiàn) 有流程進(jìn)行工藝技術(shù)改造；二是將高水氣比催化劑更換為低水氣比催化劑；三是操作方 法改進(jìn)。
第一變換爐入口溫度從255_290°C降至215°C，入口水氣比從1.1-1.3降至0.3， 熱點(diǎn)溫度從500°C降至450°C ；工藝條件明顯緩和，避免了因床層超溫引起管線、設(shè)備、 法蘭泄露有毒、有害氣體的危險(xiǎn)；節(jié)省蒸汽用量，降低能耗，第一變換爐入口水氣比設(shè) 計(jì)為1.09，蒸汽加入量為35t/h，改造前的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，第一變換爐的水氣比為1.6 左右，添加蒸汽高達(dá)60t/h，改造后比國內(nèi)同類型、同規(guī)模裝置每小時(shí)節(jié)約35t/h蒸汽。1、將第一變換爐入口溫度調(diào)節(jié)閥旁路從變換爐進(jìn)出口換熱器后移至換熱器前； 2、第二、第三變換爐的原料氣加入管線進(jìn)行重新布置，保證了原料氣的靈活調(diào)節(jié)；3、 增加了第一變換爐入口調(diào)節(jié)溫度的關(guān)鍵激冷副線，達(dá)到了降低變換爐入口的目的；4、第 一變換爐全部更換低溫活性好的催化劑，、第二變換爐留部分高水氣比催化劑和更換部 分低溫活性好的催化劑，抑制甲烷化副反應(yīng)，降低反應(yīng)的入口溫度，增大反應(yīng)的溫區(qū)。
權(quán)利要求
1.高水氣比改造工藝在煤制甲醇中的運(yùn)行方法，其特征是高水氣比改造工藝設(shè)計(jì) 思路是，充分利用粉煤氣化原料氣水含量低的特點(diǎn)，通過工藝氣中的水含量來控制第一 變換爐的反應(yīng)深度，進(jìn)而控制床層的熱點(diǎn)溫度，將高濃度CO原料氣在低水氣比的條件下 進(jìn)行部分變換；通過對(duì)裝置的工藝參數(shù)反復(fù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算和熱量平衡計(jì)算；確定 了工藝技術(shù)改造方案。一是對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行工藝技術(shù)改造；二是將高水氣比催化劑更換 為低水氣比催化劑；三是操作方法改進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水氣比改造工藝在煤制甲醇中的運(yùn)行方法，其特征是 第一變換爐入口溫度從255-290°C降至215°C，入口水氣比從1.1-1.3降至0.3，熱點(diǎn)溫 度從500°C降至450°C ；工藝條件明顯緩和，避免了因床層超溫引起管線、設(shè)備、法蘭 泄露有毒、有害氣體的危險(xiǎn)；節(jié)省蒸汽用量，降低能耗，第一變換爐入口水氣比設(shè)計(jì)為 1.09，蒸汽加入量為35t/h，改造前的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，第一變換爐的水氣比為1.6左 右，添加蒸汽高達(dá)60t/h，改造后比國內(nèi)同類型、同規(guī)模裝置每小時(shí)節(jié)約35t/h蒸汽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高水氣比改造工藝在煤制甲醇中的運(yùn)行方法，其特征是 一是將第一變換爐入口溫度調(diào)節(jié)閥旁路從變換爐進(jìn)出口換熱器后移至換熱器前；二是將 第二、第三變換爐的原料氣加入管線進(jìn)行重新布置，保證了原料氣的靈活調(diào)節(jié)；三是增 加了第一變換爐入口調(diào)節(jié)溫度的關(guān)鍵激冷副線，達(dá)到了降低變換爐入口的目的；四是第 一變換爐全部更換低溫活性好的催化劑，、第二變換爐留部分高水氣比催化劑和更換部 分低溫活性好的催化劑，抑制甲烷化副反應(yīng)，降低反應(yīng)的入口溫度，增大反應(yīng)的溫區(qū)。
全文摘要
高水氣比改造工藝在煤制甲醇中的運(yùn)行方法是一種現(xiàn)代煤化工潔凈煤氣化技術(shù)，它克服了高水氣比工藝流程存在的缺點(diǎn)，高水氣比改造工藝設(shè)計(jì)思路是充分利用粉煤氣化原料氣水含量低的特點(diǎn)，通過工藝氣中的水含量來控制第一變換爐的反應(yīng)深度，進(jìn)而控制床層的熱點(diǎn)溫度，將高濃度CO原料氣在低水氣比的條件下進(jìn)行部分變換。通過對(duì)裝置的工藝參數(shù)反復(fù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算和熱量平衡計(jì)算，確定了工藝技術(shù)改造方案。一是對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行工藝技術(shù)改造；二是將高水氣比催化劑更換為低水氣比催化劑；三是操作方法改進(jìn)。
文檔編號(hào)C01B3/16GK102009951SQ20101057415
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者王林, 管露鋒, 謝海, 趙軍, 陳青, 高積勤, 魏素敏 申請(qǐng)人:河南省中原大化集團(tuán)有限責(zé)任公司