高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，由三臺高壓水冷反應器裝置組成，常溫下含CO、CO2的原料氣首先經(jīng)過第一臺高壓水冷反應裝置，大量CO和CO2在銅系甲醇催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為CH3OH，反應后的氣體經(jīng)熱交換器回收熱量,再經(jīng)冷卻、分離CH3OH后進入第二臺高壓水冷反應裝置，剩余少量CO和CO2被轉(zhuǎn)化為CH3OH，反應后的氣體經(jīng)熱交換器回收熱量、冷卻、分離CH3OH后進入第三臺甲烷化高壓水冷反應裝置，氣體中極少量CO和CO2在鎳系甲烷化催化劑的作用下被轉(zhuǎn)化為CH4，最終精制氣體中CO+CO2≤15ppm。本發(fā)明不僅移熱效果好、操作穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保，且能夠深度脫除原料氣中的CO和CO2。
【專利說明】
高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種化工技術，特別涉及一種合成氨生產(chǎn)中原料氣深度脫除⑶和⑶2 的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝。【背景技術】
[0002]目前公知的傳統(tǒng)煤制合成氨生產(chǎn)中原料氣深度脫除C0、C02精制技術主要可分為以下2種:
[0003]1)深度變換串醋酸銅氨液吸收法(簡稱:銅洗工藝)。
[0004]2)聯(lián)醇串甲烷化法(簡稱:醇烷化工藝)。
[0005]以上精制技術也可交換組合成其它工藝。國內(nèi)絕大多數(shù)中型氨廠或部分大型氨廠運用以上工藝脫除原料氣中C0、C02,而此類技術主要存在以下問題:
[0006](1)、污染環(huán)境運行能耗高
[0007]銅洗工藝主要是依靠醋酸銅氨液來吸收原料氣中尚存的⑶和⑶2,產(chǎn)生中常有CuS 等層積物產(chǎn)生堵塞設備、管道;制備銅液過程中有氨氣及醋酸等有害氣體排放，對環(huán)境有較大的污染。無論是銅洗還是雙甲工藝，運行中都要開銅栗或循環(huán)機及電爐，要消耗比較多的電能。
[0008](2)、勞動強度大生產(chǎn)不穩(wěn)定
[0009]由于銅洗工藝操作中需要控制醋酸銅氨液的成份、銅液流量、再生溫度、再生壓力等諸多工藝參數(shù)，故勞動強度及操作難度較大;醇烷化工藝由于反應器的設計均為冷激或冷管氣一氣換熱，操作中同樣需要調(diào)整循環(huán)氣量、冷管溫度、各段床層溫度分布、塔付線流量、電爐功率等參數(shù)操作難度也很大。
[0010]上述二種工藝運行中，極易受前工段操作和氣體成份變化的影響，發(fā)生甲醇、甲烷化催化劑“飛溫”、“垮溫”，銅液帶入下一工段影響氨合成操作及合成催化劑的使用壽命等事故。因此現(xiàn)今無論是銅洗還是醇烷化工藝，都存在操作難度大、運行不穩(wěn)定等問題，且原料氣中的C0、C02不能深度脫除。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，它不僅移熱效果好、操作穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保，且能夠深度脫除原料氣中的C0和 C〇2〇
[0012]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，它包括三臺依次相連接的高壓水冷反應裝置，每臺高壓水冷反應裝置至少包括高壓水冷反應器以及分別與高壓水冷反應器相連接的熱交換器和汽包;其包括如下的步驟:
[0013](1)、來自前工段常溫下含⑶、C〇2、H2的原料氣進入第一熱交換器加熱到200-220 °c;經(jīng)加熱后的原料氣進入第一高壓水冷反應器，原料氣中大量的的C0和co2在第一高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH3〇H，并產(chǎn)生熱量;第一汽包中的脫鹽脫氧水進入第一高壓水冷反應器的殼程或管程，第一高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第一汽包；出第一高壓水冷反應器的氣體經(jīng)第一熱交換器回收熱量，并經(jīng)冷卻、分離出ch3〇h后進入第二臺高壓水冷反應裝置；
[0014](2)、步驟(1)分離出CH30H后的氣體首先進入第二熱交換器加熱到190-220°c;經(jīng)加熱后的氣體進入第二高壓水冷反應器，氣體中殘余的少量C0和c〇2在第二高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為ch3〇h，并產(chǎn)生熱量;第二汽包中的脫鹽脫氧水進入第二高壓水冷反應器的殼程或管程，第二高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第二汽包；出第二高壓水冷反應器的氣體經(jīng)第二熱交換器回收熱量，并經(jīng)冷卻、分離出ch3〇h后進入第三臺高壓水冷反應裝置；[0〇15](3)、步驟⑵分離出CH30H后的氣體首先進入第三熱交換器加熱到190-220°c;經(jīng)加熱后的氣體進入第三高壓水冷反應器，氣體中殘余的極少量C0和C02在第三高壓水冷反應器中的鎳系甲烷化催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH4,并產(chǎn)生熱量;第三汽包中的脫鹽脫氧水進入第三高壓水冷反應器的殼程或管程，第三高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第三汽包；出第三高壓水冷反應器已脫除C0和c〇2的氣體經(jīng)第三熱交換器回收熱量，并經(jīng)冷卻、分離出H2〇后進入下一工段。
[0016]為了降低能耗和成本;所述第一汽包、第二汽包和第三汽包通過管網(wǎng)相互聯(lián)通并分別連接有聯(lián)通閥，第一汽包、第二汽包和第三汽包之間通過聯(lián)通閥來控制通斷。所述第一汽包中的蒸汽通過聯(lián)通閥傳輸?shù)降诙偷谌?，第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器反應所需的熱量分別由傳輸?shù)降诙偷谌械恼羝┙o。
[0017]為了降低勞動強度及人工成本;所述第一汽包、第二汽包和第三汽包分別通過液位控制閥連接有液位控制器，每個聯(lián)通閥對應連接有壓力智能控制器;所述第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器的反應溫度通過控制對應的第一汽包、第二汽包和第三汽包壓力來實現(xiàn)，第一汽包、第二汽包和第三汽包的壓力通過對應的聯(lián)通閥、液位控制器和壓力智能控制器來控制。
[0018]為了節(jié)能并保證反應所需熱量;所述第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器通過管網(wǎng)相互聯(lián)通并分別連接有外供蒸汽加入閥，第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器反應所需的熱量通過各自的外供蒸汽加入閥控制單獨加入蒸汽供熱。
[0019]所述步驟(1)中的甲醇化反應式為2H2+⑶—CH30H+AHco、3H2+C〇2—CH3〇H+H2〇+A HC02。所述步驟(2)中的甲醇化反應式為 2H2+C0—CH30H+AHco、3H2+C02—CH30H+H20+AHCQ2。所述步驟(3)中的甲烷化反應式為 3H2+C0 = CH4+H2O+AHco、4H2+C〇2 = CH4+2H2O+AHc〇2。
[0020]本發(fā)明高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝具有如下優(yōu)點:本發(fā)明在化工技術領域，尤其在傳統(tǒng)煤制合成氨生產(chǎn)中不僅移熱效果好、操作穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保;且能夠深度脫除原料氣中的C0和C02。
[0021]本發(fā)明是在高溫、高壓、高壓差工藝環(huán)境下來實現(xiàn):1、運用水冷相變移熱代替氣一氣換熱，移熱效果好、操作穩(wěn)定;可以付產(chǎn)大量蒸汽，不需開循環(huán)機，不帶電爐，節(jié)能環(huán)保;2、 運用甲烷化代替銅洗，沒有排放物，清潔環(huán)保;3、杜絕了催化劑的“飛溫”、“垮溫”；3、正常運行不需要開循環(huán)機，系統(tǒng)阻力小，不需要使用電爐及蒸汽加熱設備，降低了能耗、投資和運行成本;4、將甲醇、甲烷化反應所放熱量與吸收熱量，通過汽包聯(lián)系成一個包括外供熱源的互供熱和控溫系統(tǒng);通過對供熱和控溫系統(tǒng)的設置，可以實現(xiàn)人工智能控溫和無人操作運行;5、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器反應所需的熱量由第一高壓水冷反應器反應產(chǎn)生的蒸汽供給，或者通過外供蒸汽加入閥控制單獨加入蒸汽供熱，不需要供電，節(jié)能且環(huán)保?！靖綀D說明】
[0022]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0023]圖1是本發(fā)明高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝的流程圖。【具體實施方式】[〇〇24]下面結(jié)合具體實施例來對本發(fā)明進行詳細的說明。[〇〇25](一)【具體實施方式】如下:一種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，它包括三臺依次相連接的高壓水冷反應裝置，第一臺高壓水冷反應裝置包括第一高壓水冷反應器以及分別與第一高壓水冷反應器相連接的第一熱交換器和第一汽包，第二臺高壓水冷反應裝置包括第二高壓水冷反應器以及分別與第二高壓水冷反應器相連接的第二熱交換器和第二汽包，第三臺高壓水冷反應裝置包括第三高壓水冷反應器以及分別與第三高壓水冷反應器相連接的第三熱交換器和第三汽包。所述第一汽包、第二汽包和第三汽包通過管網(wǎng)相互聯(lián)通并分別連接有聯(lián)通閥，第一汽包、第二汽包和第三汽包之間通過聯(lián)通閥來控制通斷。所述第一汽包、第二汽包和第三汽包均連接到水管，脫鹽脫氧水通過水管供給第一汽包、第二汽包和第三汽包。[〇〇26] 所述第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器通過管網(wǎng)相互聯(lián)通并分別連接有外供蒸汽加入閥，第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器反應所需的熱量通過各自的外供蒸汽加入閥控制單獨加入蒸汽供熱。
[0027]本發(fā)明高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝包括如下的步驟:[〇〇28](1)、來自前工段常溫下含⑶、C02、H2的原料氣進入第一熱交換器加熱到200-220°c;經(jīng)加熱后的原料氣進入第一高壓水冷反應器，原料氣中大量的的C0和c〇2在第一高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH30H，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0— CH30H+AHcq、3H2+C02—CH30H+H20+AHCQ2;第一汽包中的脫鹽脫氧水進入第一高壓水冷反應器的殼程或管程，第一高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第一汽包；出第一高壓水冷反應器的氣體經(jīng)第一熱交換器回收熱量，并經(jīng)冷卻、分離出ch3〇h后進入第二臺高壓水冷反應裝置；
[0029](2)、步驟(1)分離出CH30H后的氣體首先進入第二熱交換器加熱到190-220°C;經(jīng)加熱后的氣體進入第二高壓水冷反應器，氣體中殘余的少量C0和c〇2在第二高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH30H，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0—CH30H+ AHCQ、3H2+C024CH30H+H20+AHa)2;第二汽包中的脫鹽脫氧水進入第二高壓水冷反應器的殼程或管程，第二高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第二汽包；出第二高壓水冷反應器的氣體經(jīng)第二熱交換器回收熱量，并經(jīng)冷卻、分離出 CH30H后進入第三臺高壓水冷反應裝置；
[0030](3)、步驟⑵分離出CH30H后的氣體首先進入第三熱交換器加熱至I」190-220 °C ;經(jīng)加熱后的氣體進入第三高壓水冷反應器，氣體中殘余的極少量CO和c〇2在第三高壓水冷反應器中的鎳系甲烷化催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH4,并產(chǎn)生熱量，甲烷化反應式為3H2+⑶= CH4+ H20+AHcq、4H2+C02 = CH4+2H20+AHcq2 ;第三汽包中的脫鹽脫氧水進入第三高壓水冷反應器的殼程或管程，第三高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第三汽包；出第三高壓水冷反應器已脫除C0和C02的氣體經(jīng)第三熱交換器回收熱量， 并經(jīng)冷卻、分離出H20后進入下一工段。
[0031]所述步驟(1)產(chǎn)生的蒸汽可以儲存?zhèn)溆?，同時可以通過第一汽包和聯(lián)通閥傳輸?shù)降诙偷谌?，第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器反應所需的熱量分別由傳輸?shù)降诙偷谌械恼羝┙o。在負荷較輕需外供熱量時，可以通過第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器各自的外供蒸汽加入閥控制單獨加入蒸汽供熱。只要控制各自汽包的聯(lián)通閥及外供蒸汽加入閥，根據(jù)相變移熱的原理即可控制各反應器的溫度或使各反應器的反應溫度相同。[〇〇32]本發(fā)明所述第一汽包、第二汽包和第三汽包分別通過液位控制閥連接有液位控制器，每個聯(lián)通閥對應連接有壓力智能控制器;所述第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器的反應溫度通過控制對應的第一汽包、第二汽包和第三汽包壓力來實現(xiàn)，第一汽包、第二汽包和第三汽包的壓力通過對應的聯(lián)通閥、液位控制器和壓力智能控制器來控制。
[0033](二)實施例如下:
[0034]實施例1: 一種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，包括如下的步驟:
[0035](1)、來自前工段常溫、壓力為6.010^下，含1.9%0)、0.5%0)2、73.59%112的原料氣進入第一熱交換器加熱到206°C;經(jīng)加熱后的原料氣進入第一高壓水冷反應器，原料氣中大量的的C0和C02在第一高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH30H，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0—CH30H+AHco、3H2+C02—CH30H+H20+AHCQ2;第一汽包中的脫鹽脫氧水進入第一高壓水冷反應器的殼程或管程，第一高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第一汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為1479.7kg/hr;出第一高壓水冷反應器的氣體(溫度為228°C)經(jīng)第一熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為56°C， 并經(jīng)冷卻、分離出CH30H后進入第二臺高壓水冷反應裝置;此步驟分離出CH30H后的氣體中C0 的含量為〇.202 %、C02的含量為0.266 %。[〇〇36](2)、步驟(1)分離出CH30H后的氣體首先進入第二熱交換器加熱到192°C ;經(jīng)加熱后的氣體進入第二高壓水冷反應器，氣體中殘余的少量C0和c〇2在第二高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH30H，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0—CH30H+AHco、 3H2+C024CH30H+H20+AHCQ2;第二汽包中的脫鹽脫氧水進入第二高壓水冷反應器的殼程或管程，第二高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第二汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為_792.32kg/hr;出第二高壓水冷反應器的氣體(溫度為215°C)經(jīng)第二熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為57°C，并經(jīng)冷卻、分離出CH30H后進入第三臺高壓水冷反應裝置;此步驟分離出CH30H后的氣體中C0的含量為0.0204097%、C02的含量為 0.1611296%。[〇〇37](3)、步驟(2)分離出CH30H后的氣體首先進入第三熱交換器加熱到204°C ;經(jīng)加熱后的氣體進入第三高壓水冷反應器，氣體中殘余的極少量C0和c〇2在第三高壓水冷反應器中的鎳系甲烷化催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH4,并產(chǎn)生熱量，甲烷化反應式為3H2+C0 = CH4+H20+ AHco、4H2+C02 = CH4+2H20+AHCQ2;第三汽包中的脫鹽脫氧水進入第三高壓水冷反應器的殼程或管程，第三高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第三汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為-599.51kg/hr;出第三高壓水冷反應器的氣體(溫度為224 °C)經(jīng)第三熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為57°C，并經(jīng)冷卻、分離出H20后進入下一工段;此步驟分離出H20后的氣體中⑶和⑶2的含量均為1E-05。最終精制氣體中⑶+C02彡 15ppm。所述第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器中反應所需的蒸汽由第一高壓水冷反應器反應產(chǎn)生的蒸汽供給。
[0038]實施例2: —種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，包括如下的步驟:
[0039](1)、來自前工段常溫、壓力為1601^/〇112下，含1.8%0)、0.5%0)2、73.6%112的原料氣進入第一熱交換器加熱到212°C;經(jīng)加熱后的原料氣進入第一高壓水冷反應器，原料氣中大量的的C0和C02在第一高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH30H，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0—CH30H+AHco、3H2+C02—CH30H+H20+AHCQ2;第一汽包中的脫鹽脫氧水進入第一高壓水冷反應器的殼程或管程，第一高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第一汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為1698.9kg/hr;出第一高壓水冷反應器的氣體(溫度為228°C)經(jīng)第一熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為62 °C，并經(jīng)冷卻、分離出CH30H后進入第二臺高壓水冷反應裝置;此步驟分離出CH30H后的氣體中C0的含量為0.134%、C02的含量為0.213%。
[0040](2)、步驟(1)分離出CH30H后的氣體首先進入第二熱交換器加熱到192°C;經(jīng)加熱后的氣體進入第二高壓水冷反應器，氣體中殘余的少量C0和C02在第二高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH30H，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0—CH30H+AHco、 3H2+C024CH30H+H20+AHCQ2;第二汽包中的脫鹽脫氧水進入第二高壓水冷反應器的殼程或管程，第二高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第二汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為_871.469kg/hr;出第二高壓水冷反應器的氣體(溫度為215°C) 經(jīng)第二熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為57°C，并經(jīng)冷卻、分離出CH30H后進入第三臺高壓水冷反應裝置;此步驟分離出CH30H后的氣體中C0的含量為0.00948%、C02的含量為 0.086%〇[〇〇411(3)、步驟⑵分離出CH30H后的氣體首先進入第三熱交換器加熱到204°C ;經(jīng)加熱后的氣體進入第三高壓水冷反應器，氣體中殘余的極少量C0和c〇2在第三高壓水冷反應器中的鎳系甲烷化催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH4,并產(chǎn)生熱量，甲烷化反應式為3H2+C0 = CH4+H20+ AHco、4H2+C02 = CH4+2H20+AHCQ2;第三汽包中的脫鹽脫氧水進入第三高壓水冷反應器的殼程或管程，第三高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第三汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為-808.42kg/hr;出第三高壓水冷反應器的氣體(溫度為224 °C)經(jīng)第三熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為56°C，并經(jīng)冷卻、分離出H20后進入下一工段;此步驟分離出H20后的氣體中⑶和⑶2的含量均為1E-05。最終精制氣體中⑶+C02彡 15ppm。所述第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器中反應所需的蒸汽由第一高壓水冷反應器反應產(chǎn)生的蒸汽供給。
[0042]實施例3: —種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，包括如下的步驟:
[0043](1)、來自前工段常溫、壓力為2201^/〇112下，含1.8%0)、0.5%0)2、73.6%112的原料氣進入第一熱交換器加熱到214°C;經(jīng)加熱后的原料氣進入第一高壓水冷反應器，原料氣大量的中的C0和C02在第一高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH3OH，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0—CH30H+AHco、3H2+C02—CH30H+H20+AHCQ2;第一汽包中的脫鹽脫氧水進入第一高壓水冷反應器的殼程或管程，第一高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第一汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為1892.9kg/hr;出第一高壓水冷反應器的氣體(溫度為228°C)經(jīng)第一熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為62 °C，并經(jīng)冷卻、分離出CH30H后進入第二臺高壓水冷反應裝置;此步驟分離出CH30H后的氣體中C0的含量為0.077%、C02的含量為0.16%。[〇〇44](2)、步驟(1)分離出CH30H后的氣體首先進入第二熱交換器加熱至I」192°C ;經(jīng)加熱后的氣體進入第二高壓水冷反應器，氣體中殘余的少量C0和c〇2在第二高壓水冷反應器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH30H，并產(chǎn)生熱量，甲醇化反應式為2H2+C0—CH30H+AHco、 3H2+C024CH30H+H20+AHCQ2;第二汽包中的脫鹽脫氧水進入第二高壓水冷反應器的殼程或管程，第二高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第二汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為_959.61kg/hr;出第二高壓水冷反應器的氣體(溫度為215°C)經(jīng)第二熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為57°C，并經(jīng)冷卻、分離出CH30H后進入第三臺高壓水冷反應裝置;此步驟分離出CH30H后的氣體中C0的含量為0.0031 %、C02的含量為 0.0485%。[〇〇45](3)、步驟(2)分離出CH30H后的氣體首先進入第三熱交換器加熱到204°C;經(jīng)加熱后的氣體進入第三高壓水冷反應器，氣體中殘余的極少量C0和c〇2在第三高壓水冷反應器中的鎳系甲烷化催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH4,并產(chǎn)生熱量，甲烷化反應式為3H2+C0 = CH4+H20+ AHco、4H2+C02 = CH4+2H20+AHCQ2;第三汽包中的脫鹽脫氧水進入第三高壓水冷反應器的殼程或管程，第三高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第三汽包，其中產(chǎn)生的蒸汽為-913.6kg/hr;出第三高壓水冷反應器的氣體(溫度為224 °C)經(jīng)第三熱交換器回收熱量，回收熱量后的溫度為54°C，并經(jīng)冷卻、分離出H20后進入下一工段;此步驟分離出H20后的氣體中⑶和⑶2的含量均為1E-05。最終精制氣體中⑶+C02彡 15ppm。所述第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器中反應所需的蒸汽由第一高壓水冷反應器反應產(chǎn)生的蒸汽供給。
[0046]上述實施例1-3中所述第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器中反應所需的蒸汽也可以通過各自的外供蒸汽加入閥控制單獨加入蒸汽供熱。
[0047]上述【具體實施方式】只是對本發(fā)明的技術方案進行詳細解釋，本發(fā)明并不只僅僅局限于上述實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明原理的任何改進或替換，均應在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于，它包括三臺依次相連接的高 壓水冷反應裝置，每臺高壓水冷反應裝置至少包括高壓水冷反應器以及分別與高壓水冷反 應器相連接的熱交換器和汽包;其包括如下的步驟:(1)、來自前工段常溫下含CO、C〇2、H2的原料氣進入第一熱交換器加熱到200-220°C;經(jīng) 加熱后的原料氣進入第一高壓水冷反應器，原料氣中大量的C0和C02在第一高壓水冷反應 器中的銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH3OH，并產(chǎn)生熱量;第一汽包中的脫鹽脫氧水進入第 一高壓水冷反應器的殼程或管程，第一高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的 水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第一汽包；出第一高壓水冷反應器的氣體經(jīng)第一熱交換器回收熱 量，并經(jīng)冷卻、分離出CH3OH后進入第二臺高壓水冷反應裝置；(2)、步驟(1)分離出CH3OH后的氣體首先進入第二熱交換器加熱到190-220°C;經(jīng)加熱后 的氣體進入第二高壓水冷反應器，氣體中殘余的少量C0和C02在第二高壓水冷反應器中的 銅系甲醇催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH3OH，并產(chǎn)生熱量;第二汽包中的脫鹽脫氧水進入第二高壓 水冷反應器的殼程或管程，第二高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸收 轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第二汽包；出第二高壓水冷反應器的氣體經(jīng)第二熱交換器回收熱量，并 經(jīng)冷卻、分離出CH3OH后進入第三臺高壓水冷反應裝置；(3)、步驟(2)分離出CH3OH后的氣體首先進入第三熱交換器加熱到190-220°C;經(jīng)加熱后 的氣體進入第三高壓水冷反應器，氣體中殘余的極少量C0和C02在第三高壓水冷反應器中 的鎳系甲烷化催化劑作用下轉(zhuǎn)化為CH4，并產(chǎn)生熱量;第三汽包中的脫鹽脫氧水進入第三高 壓水冷反應器的殼程或管程，第三高壓水冷反應器中反應產(chǎn)生的熱量被殼程或管程的水吸 收轉(zhuǎn)化為蒸汽再送入第三汽包；出第三高壓水冷反應器已脫除C0和C02的氣體經(jīng)第三熱交 換器回收熱量，并經(jīng)冷卻、分離出H20后進入下一工段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于:所述第一汽 包、第二汽包和第三汽包通過管網(wǎng)相互聯(lián)通并分別連接有聯(lián)通閥，第一汽包、第二汽包和第 三汽包之間通過聯(lián)通閥來控制通斷。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于:所述第一汽 包中的蒸汽通過聯(lián)通閥傳輸?shù)降诙偷谌?，第二高壓水冷反應器和第三高壓水?反應器反應所需的熱量分別由傳輸?shù)降诙偷谌械恼羝┙o。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于:所述第一汽 包、第二汽包和第三汽包分別通過液位控制閥連接有液位控制器，每個聯(lián)通閥對應連接有 壓力智能控制器;所述第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器 的反應溫度通過控制對應的第一汽包、第二汽包和第三汽包壓力來實現(xiàn)，第一汽包、第二汽 包和第三汽包的壓力通過對應的聯(lián)通閥、液位控制器和壓力智能控制器來控制。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于:所述第一高 壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器通過管網(wǎng)相互聯(lián)通并分別連接 有外供蒸汽加入閥，第一高壓水冷反應器、第二高壓水冷反應器和第三高壓水冷反應器反 應所需的熱量通過各自的外供蒸汽加入閥控制單獨加入蒸汽供熱。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于:所述步驟 (1)中的甲醇化反應式為 2H2+C0—CH30H+AHco、3H2+C〇2—CH3OH+H2〇+AHc〇2。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于:所述步驟(2)中的甲醇化反應式為 2H2+C0—CH30H+AHco、3H2+C〇2—CH3OH+H2〇+AHc〇2。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水冷相變移熱醇烷化精制工藝，其特征在于:所述步驟(3)中的甲烷化反應式為 3H2+C0 = CH4+H2O+AHco、4H2+C〇2 = CH4+2H2O+AHc〇2。
【文檔編號】C01B3/50GK105947981SQ201610299235
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】金力農(nóng)
【申請人】南京昊安科技工程有限公司