不同煤气化工艺下变换流程的设计

滕晓琴

惠生工程(中国)有限公司 上海 201203

1 变换的基本原理

CO变换就是水煤气在催化剂的作用下，经过化学反应将一部分的CO变换成H2的过程。

主要反应公式如下[4]：

(1)

(2)

CO变换提高了合成气中的氢碳比，同时还将一部分有机硫转化成了无机硫，有利于后续工段的硫脱除。

2 GE炉水煤气变换流程设计

2.1 两台变换炉的设计方案(方案一)

在GE气化炉技术中，一般出口水煤气的水气比较高，大约为1.4。以一工程设计为例，从气化工段来的水煤气的水气比为1.36，水煤气组成见表1。

表1 GE水煤浆气化气体组成

该设计包括四种工况：① 工况1—生产CO工况；② 工况2—生产丁辛醇工况；③ 工况3—生产甲醇工况；④ 工况4—生产氢气工况。

由于下游产品的需求不同，CO变换的深度也会有所改变，因此，如果想要在同一工艺流程图中体现出这四种工况，需要对全流程进行合理设计。比如工况1，由于规定产品为CO，就要求变换后保持尽量多的CO产品，所以CO变换工段应该尽量不能发生公式(1)的反应，CO变换只需要实现热回收而不需要实现成分的改变。又如工况2，由于生产丁辛醇时对于CO和H2的比例有要求，一般要求CO∶H2=1∶1(mol比)，因此就原料组成来看，需要进行一定程度的变换反应才能符合产品要求。同理，工况3的生产要求是变换后CO∶H2=1∶2(mol比)，因此也需要进行变换反应才能够满足下游产品要求。工况4要求H2含量较高，因此需要对原料水煤气进行深度变换反应。针对这四种工况的不同要求来设计变换流程,CO变换的流程设计见图1,其中的变换炉部分流程设计见图2。……