高、低水气比变换工艺应用于壳牌气化的分析比较.pdf

《高、低水气比变换工艺应用于壳牌气化的分析比较.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2期(总第153期)煤化工No．2(TotalNo．153)2011年4月CoalChemicalIndustryApr．2011高、低水气比变换工艺应用于壳牌气化的分析比较马连强孙金英王建国(中国寰球工程公司，北京100029)摘要介绍了低水气比变换工艺的设计基础，使用流程模拟的方法从工艺流程、蒸汽消耗、换热负荷和外排凝液4个方面比较了高、低水气比变换工艺，为变换工艺的选择提供了依据。计算结果表明：低水气比工艺消耗中压蒸汽35．16t／h，仅为高水气比工艺的54％；换热负荷26．45MJ／s，仅为高水气比工艺的52％

2、；外排凝液27．89t／h，仅为高水气比工艺的42％，节能减排和降低投资效果明显。关键词低水气比变换壳牌气化节能文章编号：1005—9598(2011)一02—0046—04中图分类号：TQ54文献标识码：B众所周知，低水气比变换工艺可节约蒸汽，但到经实验室实验验证，甲烷化副反应的发生受多个目前为止，笔者还没有看到对高、低水气比变换工艺条件的约束，并不是只要水气比低就发生甲烷化反进行全面的、定量的比较的报道。现通过在壳牌气化应，低水气比是甲烷化副反应发生的重要条件，而不中的应用，比较高、低水气比变换工艺，以期为变换工是充

3、分条件[2-3]。艺的选择提供依据。低水气比变换工艺的设计基础是：充分利用壳牌气化合成气水含量低的特点，通过控制水气比来控制1低水气比变换工艺的设计基础预变(或一变)的反应深度，控制住反应深度，也就控1．1变换装置的化学反应制了反应放出的热量，进而控制了床层的热点温度，变换装置主要发生的化学反应为：这样就实现了在较低热点温度和较低的水气比条件变换反应(主反应)C0+~20=C02+B2+41．17kJ／mol(1)下，在少发生甲烷化副反应的前提下，实现高浓度c0甲烷化反应(副反应)c0+3H2=CH+H20+206．11

4、的部分变换[4-5]。kJ／mol(2)低水气比变换工艺并不是全新事物，在常压固定通过分析化学反应方程式，可知：(1)在主反应床气化中，全低变流程早就应用，不同之处在于c0浓中，水是反应物，在副反应中，水是产物，根据化学平度要低一些，操作压力低一些。实际运行工业装置也衡原理，提高水蒸气浓度，即提高水气比，有利于促进证实：在较低的热点温度和低水气比条件下，可减少主反应，抑制副反应。(2)主、副反应都是放热反应，甲烷化反应∽]。但副反应的热效应高出主反应4倍，如果大量发生副2方案比较基准反应，会导致系统超温，严重时还可能“烧

5、毁”催化剂和设备。(3)副反应消耗c0和H，生成惰性气体，浪费方案比较基于AspenPlus工业系统流程模拟软原料气，应尽可能避免副反应的发生。件，采用AspenPlus中的物性数据库和单元模块进鉴于以上原因，目前与壳牌气化配套的变换装置行了流程模拟。大多数采用高水气比变换工艺_1]。2．1合成气参数1．2低水气比变换工艺的设计基础合成气参数列于下页表1。通过下页表i可以看到，壳牌气化合成气水气比很低，只有0．2左右，为低收稿日期：2010-11-11水气比变换工艺的实现提供了前提条件。作者简介：马连强(1977一)，男

6、，2000年本科毕业于河北2．2主要控制参数工业大学，2004年研究生毕业于大连理工大学，工程师，现主要控制参数列于下页表2。高水气比工艺的预从事化工工艺系统设计工作。变换炉和第一变换炉水气比较高，第二变换炉不需要2011年4月马连强等：高、低水气比变换工艺应用于壳牌气化的分析比较一47表1合成气参数压力温度气量(干基)组成(干基)／mo1％／MPa(G)／'c／m3~h—小、H2COCO2N2其他3．71611028540．21223．264．53．28．90．2表2主要控制参数水气比进口温度／℃出口c0摩尔分数(干基

7、)／％低水气比工艺高水气比工艺低水气比工艺高水气比工艺低水气比工艺高水气比工艺预变换炉R10．251．1023023040．048．0第一变换炉R20．701．202502506．58．0第二变换炉R30．400．605230230i．5i．5再增加水气比，所以第二变换炉的进口水气比就是第两种变换工艺的工艺流程示意图分别见图i和一变换炉的出口水气比。图2(图1和图2中各设备名称均相同)。由于高水气比工艺第二变换炉前不需要调整水气比，未采取混入3计算结果的比较及分析蒸汽和工艺凝液调整温度的措施，因此需要把中压锅炉水预热器E

8、3前移，安排在第二变换炉前，用于调整3．I工艺流程第二变换炉的进口温度。低压锅炉水低压蒸汽El一预热器E2一中压废热锅炉E3一中压锅炉水预热器E4一低压废热锅炉E5一脱盐水预热器E6一循环水冷却器P1一凝液泵V1一第一分离器Rl一预变换炉R2一第一变换炉R3一第二变换炉V2一第二分离器V3一第三分离器V4一第四分离器