CO变换单元变换炉的布置和配管设计要点探讨.pdf

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1、第42卷第3期工艺与设备化工设计通讯2016年3月TechnologyandEquipmentChemicalEngineeringDesignCommunicationsCO变换单元变换炉的布置和配管设计要点探讨王红云（中石化宁波工程有限公司，上海200030）摘要：结合工程经验，以某装置合成甲醇为例，对化工装置中CO变换单元变换炉的布置和配管设计要点进行探讨，为同类装置设计提供借鉴经验。关键词：变换炉；设备布置；配管设计中图分类号：TE665.3文献标志码：A文章编号：1003–6490（2016）03–0106–03DiscussiononLayoutandP

2、ipingDesignElementsCOConversionMeansFurnaceWangHong-yunAbstract：Engineeringexperiencetoamethanolsynthesisapparatusexample，thechemicalplantinCOconversionmeansfurnacelayoutandpipingdesignelementstoexplore，servingasareferenceforthedesignofsimilardevices.Keywords：conversionfurnace；equipmen

3、tlayout；pipingdesign1概述最终变换气去酸脱变换气近年来随着煤气化装置的发展，新建、扩建的煤气化装中低压换热器置越来越多，其配套的CO变换单元相应的也越来越多。CO非变换气变换是甲醇、氨、尿素等化工产品生产过程中的重要工段，该工段将CO变为易于清除的CO2的同时，又制得了重要的中低压换热器变换炉化工原料H2。其基本原理是CO与水蒸气在催化剂的作用下来自气化粗合成气脱毒槽气液发生反应生成CO2和H2，同时释放出大量热量。反应方程式分离器如下：CO+H2O→CO2+H2+Q在合成氨生产中，有效成分为H2、N2、CO，CO通常变换到0.3％以下，因此CO

4、变换为合成氨原料气的净化过程，又是原料制氢过程的继续。但对于合成甲醇生产而言，反应图1CO变换单元变换炉工艺流程简图气有效成分为H2、CO，并要求二者之间有一定的比例关系，4变换炉的布置CO变换仅仅为部分变换。因此，CO变换是合成甲醇生产过某装置属于甲类生产装置，生产过程中使用的原料、化程中一个重要环节，而变换炉作为合成甲醇装置中CO变换单学品及辅助原料大多数都属于易燃、易爆、毒性物质，氢气、元的关键设备之一，其设备布置和配管设计合理性对节省投硫化氢、甲醇、甲烷等均属于甲类火灾危险物质，因此，火灾、资和装置高效运行起着至关重要的作用。爆炸等是本装置的主要危险，防火、

5、防爆是装置安全生产工2变换炉简介作的重点。CO变换单元变换炉的布置应严格按《石油化工企变换炉有轴向变换炉和轴径向变换炉。轴向变换炉由于业设计防火规范》、《石油化工工艺装置布置设计规范》及其气体速度较大，为保证变换反应，所需的催化剂装填量较多，他现行有效的相关规定执行。当然整个装置的布置跟生产能催化剂床层较高，催化剂颗粒较大，因此其活性较低，床层力和占地大小有很大关系，变换炉的布置我们尽量减少占地，压力降较大，通常用于低温变换、预变换等绝热升温较小的节省投资，当然我们还应充分满足工艺流程和装置平面布置情况；轴径向变换炉的径向气流方式具有流体分布更均匀，的要求，因此在进

6、行CO变换单元变换炉的布置时应注意以下床层压力降小，催化剂利用率高的特点，因此可采用粒度更几点。小、活性更高的催化剂提高变换反应的效率。此外，轴径向1）根据生产过程需要，变换炉为高温高压设备并存在潜变换炉的径向气流方式还起到了冷却设备壳体，使壳体在较在火灾危险性，宜露天布置，可以防止有害气体积聚并且节低的温度条件操作的作用，因此，轴径向变换炉的应用更为省投资；且宜布置在装置的一端或一侧并靠近消防通道，同广泛。某装置就采用轴径向变换炉，催化剂采用宽温（耐硫）时考虑布置在可燃气体、液化烃、甲B类液体介质设备的全年钴钼系催化剂，其变换炉为热壁式反应器，粗合成气从顶部最小频

7、率风向的下风侧。某装置CO单元变换炉只有一台，按进入，经变换反应后，从底部流出，粗合成气进口处设有分工艺流程顺序脱毒槽与变换炉中心线对齐布置在装置的一侧，布器，出口处设有中心管。变换炉设有多只顶部插入式测温仪，如图2所示。控制反应温度。变换炉底部设有催化剂卸料口，变换炉内部的催化剂由耐火磁球支撑。PFFL40003变换炉工艺流程3500N1B(N2B)N1A(N2A)M2N4151E01来自煤气化装置的粗合成气进入某装置CO变换单元分为FS235050002350两路，一路经中低压蒸汽发生器换热、变换气液分离器气液PFFL5000500分离，再经变换炉中压蒸汽过