調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于耐硫變換【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，具體涉及一種帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于在帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換技術(shù)中，工藝氣進(jìn)入預(yù)變換爐進(jìn)行初步變換，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)降溫裝置和一個(gè)提溫裝置，在不影響工藝氣的水氣比前提下，將其溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)后再進(jìn)入1#主變換爐，從而調(diào)節(jié)主變換系統(tǒng)床層溫度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：主變換催化劑性能得以更好地發(fā)揮，并延長(zhǎng)了主變換催化劑使用壽命，預(yù)計(jì)可延長(zhǎng)5%~40%。降低了操作難度，并且實(shí)施方法及設(shè)備簡(jiǎn)捷，投資低，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于耐硫變換【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，具體涉及一種帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤化工的發(fā)展，煤氣化工藝不斷推陳出新，所制合成氣CO含量越來(lái)越高，煤的種類(lèi)和品質(zhì)也有變化，后繼變換系統(tǒng)的耐硫變換催化劑面臨的工況惡化。為降低苛刻工況對(duì)耐硫變換催化劑性能的影響，確保主變換反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行，開(kāi)始在變換工段前增加耐硫預(yù)變換反應(yīng)器，對(duì)工藝氣進(jìn)行預(yù)變換。
[0003]在德士古水煤漿氣化CO變換技術(shù)中，工藝氣經(jīng)過(guò)預(yù)變換反應(yīng)器后，不調(diào)節(jié)溫度，不提升水氣比，直接進(jìn)入主變換工序。工業(yè)上應(yīng)用的耐硫預(yù)變換催化劑，活性組份含量相對(duì)較低，存在活性穩(wěn)定性差，使用周期短的缺點(diǎn)。預(yù)變換催化劑使用初期活性相對(duì)較高，預(yù)變換爐出口工藝氣溫度較高，隨后活性衰減較快，短期內(nèi)預(yù)變換爐出口工藝氣溫度便大大降低。主變換催化劑使用壽命為3年左右，而預(yù)變換催化劑只有不到一年甚至不到半年的壽命，這樣在主變換催化劑使用周期內(nèi)，預(yù)變換催化劑能更換數(shù)次，工藝氣溫度不斷上下變化，而工藝氣溫度對(duì)主變換系統(tǒng)溫度有一定影響，主變換系統(tǒng)溫度就隨之變化 。
[0004]變換反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度低，有利于變換反應(yīng)的進(jìn)行，從動(dòng)力學(xué)角度可以使其出口 CO平衡含量降的更低；而在一定范圍內(nèi)增加反應(yīng)溫度，能增加反應(yīng)速度，從熱力學(xué)角度有利于變換反應(yīng)的快速進(jìn)行，但當(dāng)溫度太高時(shí)則由于受動(dòng)力學(xué)影響大于熱力學(xué)影響而使變換反應(yīng)難于進(jìn)行，變換催化劑表觀(guān)活性下降，并且長(zhǎng)期高溫條件對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)、活性乃至使用壽命產(chǎn)生不良影響。因此，對(duì)變換催化劑來(lái)講，控制反應(yīng)溫度在適宜的范圍能更好的發(fā)揮催化劑的各項(xiàng)性能。而在帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換工藝中，目前無(wú)法調(diào)節(jié)主變換床層溫度在適宜范圍內(nèi)，因此只能受工藝氣溫度變化的困擾。
[0005]在預(yù)變換催化劑使用初期，預(yù)變換爐出口工藝氣溫度高，帶動(dòng)主變換系統(tǒng)溫度高，使主變換催化劑初期即處于高溫下運(yùn)行，不利于主變催化劑在使用初期時(shí)低溫活性的發(fā)揮；隨運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，預(yù)變換爐出口工藝氣溫度大大降低，主變換系統(tǒng)溫度隨之降低，工況出現(xiàn)波動(dòng)；當(dāng)主變換催化劑也到使用末期時(shí)，無(wú)法進(jìn)一步提高床層溫度延長(zhǎng)主變換催化劑使用壽命。因此，預(yù)變換催化劑活性變化導(dǎo)致工藝氣溫度的變化對(duì)主變換系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行以及催化劑使用壽命均造成影響。
[0006]文獻(xiàn)《耐硫變換裝置工藝流程選擇與改造》(《大氮肥》2011年6月34卷3期)是對(duì)殼牌粉煤氣化CO變換工藝流程的改造，改造后預(yù)變換爐出口高溫氣體通過(guò)配入工藝蒸汽及工藝?yán)淠航禍卦鰸?，降低預(yù)變換爐至1#變換爐的工藝氣入口溫度并提升其水氣比。
[0007]中國(guó)專(zhuān)利CN102337162涉及一種低水氣比飽和熱水塔CO變換工藝，應(yīng)用于殼牌粉煤氣化CO變換工藝。從預(yù)變換爐出來(lái)的高溫氣體使用工藝?yán)淠捍憷浣禍卦鰸窈筮M(jìn)入第一變換爐，減少中壓過(guò)熱蒸汽用量，降低能耗。
[0008]中國(guó)專(zhuān)利CN102002403涉及一種低水氣比串中水氣比的CO變換工藝，應(yīng)用于殼牌粉煤氣化CO變換工藝。從預(yù)變爐出來(lái)的預(yù)變混合氣與中壓過(guò)熱蒸汽和工藝?yán)淠夯旌辖禍卦鰸窈筮M(jìn)入第一變換爐，控制預(yù)變混合氣進(jìn)入第一變換爐的入口溫度為260~290°C，水/干氣摩爾比為0.8~1.0。
[0009]以上方法均應(yīng)用于殼牌粉煤氣化CO變換技術(shù)，降溫的同時(shí)提升水氣比，能耗高，不能根據(jù)工況波動(dòng)調(diào)節(jié)降溫幅度，并不涉及在催化劑末期提溫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，應(yīng)用于帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換技術(shù)，能夠消除或減小由預(yù)變換催化劑活性變化導(dǎo)致的工藝氣溫度變化對(duì)主變換系統(tǒng)的影響，使主變換催化劑性能得以更好地發(fā)揮，并延長(zhǎng)主變換催化劑使用壽命，易于實(shí)施，投資低。
[0011]本發(fā)明所述的一種調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，在帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換技術(shù)中，工藝氣進(jìn)入預(yù)變換爐進(jìn)行初步變換，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)降溫裝置和一個(gè)提溫裝置，在不影響工藝氣的水氣比前提下，將其溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)后再進(jìn)入1#主變換爐，從而調(diào)節(jié)主變換系統(tǒng)床層溫度。
[0012]工藝氣經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后的溫度，在主變換催化劑使用周期中并不固定，范圍為240~350°C，隨主變換催化劑運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)而逐步升高。在主變換催化劑使用初期，調(diào)節(jié)進(jìn)入1#主變換爐工藝氣溫度較低，使1#主變換爐入口溫度較低，發(fā)揮催化劑低溫活性，隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，主變換催化劑活性下降，則逐步提升工藝氣溫度，提高入口溫度，提高變換率，發(fā)揮主變換催化劑中溫活性，在其使用末期，大幅提高工藝氣溫度，保持入口溫度較高，發(fā)揮主變換催化劑高溫活性。采用最大化利用主變換催化劑低溫及中高溫活性的方法，在保證變換系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，延長(zhǎng)主變換催化劑使用壽命。調(diào)節(jié)后工藝氣溫度與主變換催化劑運(yùn)行時(shí)間的關(guān)系可簡(jiǎn)化為:
[0013]T/°C =240+10*t/4(I)
[0014]其中t以月為單位。
[0015]當(dāng)裝填新劑開(kāi)車(chē)運(yùn)行，主變換催化劑處于運(yùn)行初期，此時(shí)需要保持1#主變換爐入口溫度較低，使主變換催化劑發(fā)揮低溫活性，由式(I)計(jì)算得到工藝氣調(diào)節(jié)后需達(dá)到的溫度，此時(shí)預(yù)變換催化劑活性較高，預(yù)變換爐出口工藝氣溫度較高，高于工藝氣調(diào)節(jié)后需達(dá)到的溫度，則使用降溫裝置降低工藝氣至式(I)計(jì)算得到的溫度；隨運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，由式(I)計(jì)算得到的工藝氣調(diào)節(jié)后需達(dá)到的溫度逐漸升高，而預(yù)變換催化劑活性下降較快，預(yù)變換爐出口溫度降低，根據(jù)這兩個(gè)溫度確定使用降溫或提溫裝置調(diào)節(jié)工藝氣溫度至式(I)計(jì)算得到的溫度。
[0016]當(dāng)更換預(yù)變換催化劑后，預(yù)變換爐出口溫度又恢復(fù)高位，并逐漸降低，由式(I)計(jì)算得到的工藝氣需達(dá)到的溫度也逐步升高，仍根據(jù)這兩個(gè)溫度確定使用降溫或提溫裝置調(diào)節(jié)工藝氣溫度至式(I)計(jì)算得到的溫度。使1#主變換爐入口溫度逐步升高，主變換催化劑的活性由低溫活性到中高溫活性逐步發(fā)揮，使其性能得到充分利用，工況穩(wěn)定，延長(zhǎng)催化劑使用壽命。
[0017]當(dāng)主變換催化劑到達(dá)使用末期，此時(shí)由式(I)計(jì)算得到的工藝氣調(diào)節(jié)后需達(dá)到的溫度較高，再根據(jù)預(yù)變換爐出口工藝氣溫度確定使用降溫或提溫裝置調(diào)節(jié)工藝氣溫度至式(I)計(jì)算得到的溫度，發(fā)揮主變換催化劑高溫活性，延長(zhǎng)使用壽命。
[0018]主變換催化劑使用壽命預(yù)計(jì)可延長(zhǎng)5~40%。
[0019]降溫裝置優(yōu)選用蒸汽換熱器或水冷換熱器，更優(yōu)選用蒸汽換熱器。
[0020]提溫裝置優(yōu)選用高壓蒸汽換熱器或電加熱器，更優(yōu)選用電加熱器。
[0021]所述的降溫裝置和提溫裝置設(shè)于預(yù)變換爐出口至1#主變換爐入口的管線(xiàn)上?？山禍匮b置在前，提溫裝置在后；也可提溫裝置在前，降溫裝置在后。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:提供了一種調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，適用于帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換工藝，通過(guò)控制預(yù)變換爐至1#主變換爐的工藝氣溫度來(lái)調(diào)節(jié)主變換系統(tǒng)溫度，不調(diào)節(jié)水氣比，在預(yù)變換催化劑使用周期內(nèi)控制進(jìn)入1#主變換爐的工藝氣溫度在適宜范圍內(nèi)，從而使主變換系統(tǒng)溫度始終在所需溫度下運(yùn)行，主變換催化劑性能得以更好地發(fā)揮，并延長(zhǎng)了主變換催化劑使用壽命，預(yù)計(jì)可延長(zhǎng)5%~40%。降低了操作難度，并且實(shí)施方法及設(shè)備簡(jiǎn)捷，投資低，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本發(fā)明工藝使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:1、預(yù)變換爐2、1#主變換爐3、蒸汽換熱器4、電加熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]在某廠(chǎng)實(shí)施本發(fā)明，在`一個(gè)主變換催化劑應(yīng)用周期中，1#主變換爐裝填耐硫變換催化劑QCS-Ol，預(yù)變換爐先后裝填預(yù)變換催化劑QBS-01、QBS-05以及QCS-Ol舊劑。預(yù)變換催化劑的初期、中期、末期時(shí)間跨度分別為4個(gè)月，其運(yùn)行控制情況見(jiàn)以下實(shí)施例:
[0027]實(shí)施例1:
[0028]如圖1所示，變換系統(tǒng)都裝填新催化劑開(kāi)車(chē)運(yùn)行后控制情況:①在預(yù)變換催化劑(QBS-05)使用初期，預(yù)變換爐I出口工藝氣溫度達(dá)到320°C，啟動(dòng)蒸汽換熱器3，關(guān)閉電加熱器4，工藝氣經(jīng)過(guò)蒸汽換熱器3降至240~250°C，經(jīng)過(guò)電加熱器4溫度不變，再進(jìn)入1#主變換爐2 ;②在預(yù)變換催化劑使用中期，預(yù)變換爐I出口溫度降為300°C，調(diào)節(jié)蒸汽換熱器3降溫幅度，關(guān)閉電加熱器4，工藝氣經(jīng)過(guò)蒸汽換熱器3降至250~260°C，經(jīng)過(guò)加熱器4溫度不變，再進(jìn)入1#主變換爐2 在預(yù)變換催化劑使用末期，預(yù)變換爐I出口溫度為278°C，調(diào)節(jié)蒸汽換熱器3降溫幅度，關(guān)閉電加熱器4，工藝氣經(jīng)過(guò)蒸汽換熱器3降至260~270°C，經(jīng)過(guò)電加熱器4溫度不變，再進(jìn)入1#主變換爐2。這樣使主變換催化劑初期在低溫下運(yùn)行，發(fā)揮其低溫活性，避免初期在高溫下運(yùn)行，喪失其低溫活性，為以后提高溫度延長(zhǎng)壽命打下基礎(chǔ)。
[0029]實(shí)施例1的控制情況見(jiàn)表1。
[0030]表1:
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，其特征在于在帶預(yù)變換裝置的德士古水煤漿氣化CO變換技術(shù)中，工藝氣進(jìn)入預(yù)變換爐進(jìn)行初步變換，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)降溫裝置和一個(gè)提溫裝置，在不影響工藝氣的水氣比前提下，將其溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)后再進(jìn)入1#主變換爐，從而調(diào)節(jié)主變換系統(tǒng)床層溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，其特征在于進(jìn)入1#主變換爐的工藝氣溫度按照公式T/V =240+10*t/4進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍是240~350°C，其中t以月為單位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，其特征在于降溫裝置選用蒸汽換熱器或水冷換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，其特征在于降溫裝置選用蒸汽換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，其特征在于提溫裝置選用高壓蒸汽換熱器或電加熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的 調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)溫度的耐硫變換工藝，其特征在于提溫裝置選用電加熱器。
【文檔編號(hào)】C10K3/04GK103509610SQ201210215513
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月27日
【發(fā)明者】齊煥東, 余漢濤, 白志敏, 趙慶魯, 田兆明, 陳依屏, 王昊, 郭建學(xué), 姜建波, 李文柱, 郭杰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司