專利名稱：一氧化碳低溫變換工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成氨廠的一氧化碳變換反應(yīng)工藝。
目前我國(guó)以煤造氣的小合成氨廠一氧化碳變換壓力為0.7-0.8mPa與1.2-1.3mPa，采用鐵-鉻系中溫變換催化劑，其耐硫性差，易粉化、變換爐入口氣體溫度在350℃左右，為保證入口氣體溫度必須采取提溫措施，如采用熱交換器。因此流程長(zhǎng)，設(shè)備多，能耗大，大修間隔期短。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外中溫變換鐵鉻系催化劑串寬溫區(qū)鈷鉬系變換催化劑已得到廣泛的應(yīng)用，全部用鈷鉬系取代鐵鉻系變換催化劑也有工廠應(yīng)用，但其變換爐進(jìn)口溫度大都在270℃左右，最低在227℃(如丹麥TOPS∮E公司)，由于進(jìn)口溫度仍然較高，還必須使用熱交換器進(jìn)行提溫。
為了節(jié)能增產(chǎn)要研究一種用寬溫區(qū)的鈷鉬系耐硫一氧化碳變換催化劑全部取代傳統(tǒng)的鐵鉻系中溫變換催化劑的低溫變換工藝流程。本發(fā)明的目的就是要提供一種一氧化碳低溫變換工藝，該工藝具有流程短、能耗低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是采用下述方法實(shí)現(xiàn)的，變換爐分二段或三段，全部采用低溫活性優(yōu)異的寬溫區(qū)鈷-鉬系耐硫低溫變換催化劑，如湖北省化學(xué)研究所研制并生產(chǎn)的EB-4催化劑(中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0102336.1，該催化劑是以活性r-Al2O3為載體，用鉬酸銨和可溶性鈷鹽及可溶性鉀鹽組成浸漬液，浸漬液中加入了適量H2O2或K2CrO7、KMnO4、NH4S2O8等氧化劑，浸漬制得產(chǎn)物低溫曬涼干而得含CoO3-7%、MoO315-22%，K2O5-20%的產(chǎn)品)。含CO28-12%，CO24-32%，H238-40%，N220-23%，CH4+Ar1-2%，H2S0.1-20g/Nm的半水煤氣，從飽和熱水塔出來(lái)經(jīng)添加過(guò)熱蒸汽后，不經(jīng)換熱提溫直接進(jìn)入變換爐一段(或第一變換爐)，其氣體溫度為100-180℃，最好為125-150℃，汽氣比(水蒸汽比干氣的體積比)為0.4-0.5，變換爐壓力0.6-1.4mPa，變換爐溫度350-380℃，對(duì)于二段變換流程，一段出口氣體一氧化碳含量為4-6%，出口氣體溫度為350-380℃，經(jīng)蒸汽過(guò)熱器和調(diào)溫水加熱器降溫至160-180℃后進(jìn)入第二段(或第二變換爐)進(jìn)行變換，變換爐溫度200-250℃，出口的氣體一氧化碳含量降至1-2%。對(duì)于三段變換流程，一段出口氣體一氧化碳含量6-10%，氣體溫度350-380℃，經(jīng)蒸汽過(guò)熱器換熱降溫至300-330℃左右入二段(或第二變換爐)進(jìn)行變換，變換爐壓力和溫度同一段，二段出口氣體一氧化碳含量4-6%，出口溫度350℃，氣體經(jīng)調(diào)溫水加熱器或噴汽凝水法降溫至160-200℃進(jìn)入三段(或第三變換爐)進(jìn)行變換，變換爐溫度200-250℃，出口氣體一氧化碳含量降至1-2%。
變換工藝流程如附圖所示。


圖1是二段低溫變換工藝流程2是三段低溫變換工藝流程中序號(hào)1是飽和熱水塔，2汽水分離器，3變換爐，4蒸汽過(guò)熱器，5調(diào)溫水加熱器。
圖1中造氣工序來(lái)的半水煤氣經(jīng)飽和熱水塔1與熱水接觸增濕，進(jìn)入汽水分離器2和過(guò)熱蒸汽混合調(diào)節(jié)汽氣比(水蒸汽與干氣體積比)到0.4-0.5，溫度為100-180℃，并分離出水后進(jìn)入變換爐一段，控制變換爐溫度為350-380℃，壓力為0.6-1.4mPa，使一段出口氣體一氧化碳含量降至4-6%，一段出口氣體經(jīng)蒸汽過(guò)熱器4換熱和調(diào)溫水加熱器5將氣體溫度降至160-180℃后，進(jìn)入第二段變換爐，二段變換爐壓力不變，溫度為200-250℃，二段含一氧化碳1-2%出口氣體入飽和水熱塔1回收熱量。蒸汽過(guò)熱器通入低溫蒸汽，經(jīng)加熱過(guò)熱后入汽水分離器2。調(diào)溫水加熱器5通入冷卻水，冷卻水經(jīng)換熱加熱后送入飽和熱水塔。
圖2中三段變換流程與二段變換流程不同處是一段出口氣體含一氧化碳6-10%，經(jīng)蒸汽過(guò)熱器4換熱降溫到300-330℃進(jìn)入二段變換爐、二段變換爐出口氣體一氧化碳含量4-6%，溫度350左右再經(jīng)調(diào)溫水加熱器噴汽凝水法降至160-200℃后進(jìn)入三段變換爐，三段變換溫度200-250℃，使氣體中一氧化碳含量降至1-2%。
這種工藝流程與現(xiàn)有傳統(tǒng)的中變流程或中串低流程相比有下列優(yōu)點(diǎn)1、蒸汽消耗進(jìn)一步下降;
2、反應(yīng)溫度下降150-200℃，氣體體積縮小，降低床層阻力從而降低壓縮機(jī)電能消耗;
3、入一段變換床層氣體溫度從350℃左右(鐵鉻系催化劑)降至150℃左右，可取消主熱交換器，從而簡(jiǎn)化流程，減少設(shè)備一次投資費(fèi)用和維修費(fèi)用;
4、杜絕了鉻污染問(wèn)題，改善了催化劑的裝卸勞動(dòng)衛(wèi)生條件;
5、由于EB-4催化劑使用空速為傳統(tǒng)鐵鉻系催化劑的兩倍以上，但其價(jià)格卻不到鐵鉻系的兩倍，因此催化劑的費(fèi)用下降;
6、由于EB-4使用空速比鐵鉻系高一倍，EB-4催化劑裝填量比原中變下降50%以上，降低床層阻力，提高設(shè)備生產(chǎn)能力約一倍;
7、由于外加蒸汽量減少，可以減小或取消部份用于回收蒸汽的加水設(shè)備，節(jié)約設(shè)備投資;
8、由于Co-Mo加氫性能遠(yuǎn)大于Fe-Cr，所以能提高有機(jī)硫的轉(zhuǎn)化率，減輕了有機(jī)硫?qū)Π焙铣伤拇呋瘎┪：?
9、由于變換床層入口氣體溫度低，操作方便，開(kāi)車起動(dòng)快，提高有效生產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)量，減少了熱損失，降低了設(shè)備材料腐蝕，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。
實(shí)施例權(quán)利要求
1.一種中小合成氨廠一氧化碳變換工藝，變換分為二段或三段進(jìn)行，變換爐壓力0.6-1.4mPa，其特征是全用鈷-鉬系寬溫區(qū)耐硫低溫變換催化劑如EB-4，含CO28-12%，CO24-32%，H238-40%，N220-23%，CH4+Ar1-2%，H2S0.1-20g/Nm3的半水煤氣經(jīng)添加過(guò)熱蒸汽后，不再換熱提溫，直接進(jìn)入一段變換爐，一段氣體進(jìn)口溫度100-180℃，水蒸汽/干氣(體積)為0.4-0.5，變換溫度350-380℃，前段(二段流程第一段，三段流程為第二段)變換出口氣體經(jīng)蒸汽過(guò)熱器或/和調(diào)溫水加熱器降溫到160-200℃進(jìn)末段變換爐，末段進(jìn)口氣體一氧化碳含量4-6%，變換溫度200-250℃，出口氣體一氧化碳1-2%。
2.如權(quán)利要求1的一氧化碳變換工藝，其特征是進(jìn)一段變換爐的氣體最佳溫度為125-150℃。
全文摘要
本發(fā)明是一氧化碳低溫變換工藝，它涉及煤造氣合成氨廠0.6-1.4mPa半水煤氣變換工藝流程。該工藝全部使用鈷-鉬系寬溫區(qū)耐硫低溫高活性變換催化(湖北省化學(xué)研究所研制的EB-4催化劑)，半水煤氣進(jìn)變換爐溫度為100-180℃，較佳為125-150℃，取消了半水煤氣熱交換器，與傳統(tǒng)方法相比具有流程簡(jiǎn)化，有效生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B3/16GK1048016SQ9010326
公開(kāi)日1990年12月26日 申請(qǐng)日期1990年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月28日
發(fā)明者陳佛水, 陳勁松, 李小定, 汪學(xué)鋒, 劉宜華 申請(qǐng)人:湖北省化肥協(xié)會(huì), 湖北省化學(xué)研究所