一种有饱和热水塔的一氧化碳变换装置的制作方法

本发明涉及一氧化碳变换装置。

背景技术：

在合成氨生产中，以煤或焦炭等固体为原料气化制取的原料气（半水煤气）中的一氧化碳含量比较高，约30%左右。这部分的一氧化碳可以与水蒸汽反应，使半水煤气中大部分的一氧化碳转化为易于去除的二氧化碳，又获得了合成氨所需要的原料氢气。因此，一氧化碳变换气是合成氨生产中非常重要的一个工段。目前，一氧化碳变换主要采用中低低、全低变及等温变换工艺。

以全低变装置工艺为例，传统的有饱和热水塔全低变装置流程如图1所示，含一氧化碳30%左右的干半水煤气进入变换界区后全部进入饱和热水塔1与塔顶来的热水逆流接触，在饱和热水塔1内经增湿、升温至110～140℃的半水煤气经液分离器2分离半水煤气中的水，再经预腐蚀器3、热交换器4变换反应的热使变换气换热升温后入脱毒槽5，然后进入变换炉6上部的一段在催化剂作用下一氧化碳与水蒸汽进行反应，反应后的变换气出变换炉6一段后依次经热交换器4的壳程、预腐蚀器3的壳程、第一调温水加热器7的管程，进入变换炉6中部的二段进行催化反应，反应后的变换气出变换炉6二段后经过第二调温水加热器8壳程后入变换炉6下部的三段进行催化反应，反应后的变换气出变换炉6三段后入软水加热器9管程后进入饱和热水塔1下部变换气入口，出饱和热水塔10的变换气依次经脱盐水加热器11脱盐水换热、气液分离器12分离后，得到合格的变换气。

在运行过程中发现，经预腐蚀器、热交换器后的湿半水煤气常带有少量的液态水，加之半水煤气中残余少量的O₂，对预腐蚀器3造成严重腐蚀，为克服此问题，一般预腐蚀器3管程湿半水煤气侧采用不锈钢材质，但由于不锈钢材质在气/水界面存在应力腐蚀危险，所以在一些外加饱和蒸汽或加入蒸汽量较少的工况，预腐蚀器3的腐蚀现象仍有发生。

技术实现要素：

本发明提供一种有饱和热水塔的一氧化碳变换装置，以降低现有技术存在的预腐蚀器腐蚀严重的缺陷。

为实现本发明目的，这种有饱和热水塔的一氧化碳变换装置它包括饱和热水塔和变换炉，其特征是造气工段来的干半水煤气分为两路，一路与饱和热水塔半水煤气入口相接，饱和热水塔出口与蒸汽入口相接后接气液分离器；另一路与预热交换器相接，气液分离器出口与预热交换器出口汇合后，依次经热交换器和脱毒槽后接变换炉，变换炉的一段出口依次通经热交换器、预热交换器后与第一调温水加热器或增湿器入口相接，第一调温水加热器或增湿器出口接变换炉中部二段入口，变换炉二段出口经第二调温水加热器或增湿器后接变换炉下部三段入口，变换炉三段出口经软水加热器后接饱和热水塔下部入口，饱和热水塔变换气出口依次经脱盐水加热器和气液分离器后接脱碳工段，饱和热水塔底部出口经加压泵后依次经软水加热器、第二调温水加热器或增湿器、第一调温水加热器或增湿器后接饱和热水塔顶部入口。

本发明取得的技术进步：由于将干半水煤气进行分流，一部分直接进预热交换器与来自低变炉一段或中变炉或低变炉三段的变换气进行换热，另一部分经饱和热水塔加热、增湿并添加饱和蒸汽并分离液相，即分离器出口的湿半水煤气与预热交换器出口干半水煤气混合，再进入热交换器，使湿半水煤气由饱和态转为非饱和态，消除了湿半水煤气产生的电化学及应力腐蚀危害，并降低预热交换器、热交换器等设备腐蚀。不但提高了经饱和热水塔的湿半水煤气的温度，使湿半水煤气变为过热气体，因而避免了长时间生产运行中气体中带水对预腐蚀器造成腐蚀的问题；同时减少了运行过程中预腐蚀器壳程湿半水煤气侧由于湿气升温出现的气/液共存状态造成的设备腐蚀损坏问题；相对于现有的有饱和热水塔一氧化碳变换工艺装置，本发明还有效解决了目前管道设备维修成本高、维修难度大、常需更换等难题，提高了设备使用年限，减少了因维修或更换设备造成的停车时间，延长了装置的运行时间，提高了经济效益。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步描述，本发明适用于所有饱和热水塔的中低低工艺、全低变工艺。对于本领域技术人员或一般技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，除依据本发明所公开的实现方式外还可采取其它方式，这些实现方式都应理解在本发明的范围内，受本发明权利要求的限制。

图1为现有饱和热水塔一氧化碳变换装置结构示意图。

图2为本发明结构示意图。

具体实施方式

如图2所示，这种有饱和热水塔的一氧化碳变换装置其结构及流程为，造气工段来的含一氧化碳30%左右的干半水煤气进入变换界区后分为两路，其中一路占总气量的80%～90%的干半水煤气经饱和热水塔1中部半水煤气入口后与塔顶来的热水逆流接触，半水煤气在饱和热水塔1内经增湿、升温至110～140℃后出饱和热水塔1塔顶，出饱和热水塔1的半水煤气通入蒸汽后入气液分离器2分离半水煤气中的水；另一路占总气量的10%～20%的干半水煤气直接入预热交换器31管程换热到200℃～300℃，然后与出气液分离器2的半水煤气汇合后，使湿半水煤气为过热度为10～20℃的过热态，再通经热交换器4管程，变换反应的热使变换气换热升温后入脱毒槽5脱毒，然后入变换炉6顶部一段半水煤气入口，半水煤气在变换炉6上部的一段催化剂作用下一氧化碳与水蒸汽进行反应，反应后含二氧化碳和氢的变换气出变换炉6一段后依次经热交换器4的壳程、预热交换器31的壳程、第一调温水加热器或增湿器7的管程后，进入变换炉6中部的二段进行催化反应，反应后的变换气出变换炉6二段后经过第二调温水加热器或增湿器8壳程后入变换炉6下部的三段进行催化反应，反应后的变换气出变换炉6三段后入软水加热器9管程后进入饱和热水塔1下部变换气入口，出饱和热水塔1的变换气依次经脱盐水加热器11脱盐水换热、气液分离器12分离后，将得到的合格变换气入脱碳工段；饱和热水塔1底部冷水出口经加压泵10后依次经软水加热器9壳程、第二调温水加热器或增湿器8管程、第一调温水加热器或增湿器7壳程换热升温后通入饱和热水塔1顶部入口。