合成氨变换工段设计小结.pdf

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1、嚣合成氨变换工段设计小结施俊鹏(山西省化工设计院山西太原030024J【摘要】介绍了目前国内比较广泛应用的中低低工艺和全低变工艺流程的特点及使用范围，并着重在经济性和安全性两方面比较了全低变工艺的有饱和热水塔流程和无饱和热水塔流程、【关键词】变换工段流程工艺设计运行费用安全性在合成氨生产中，CO可使氨合化率”的基本原则，利用中变的高全低变丁艺一般为二=段，为一个成触媒中毒，对生产极为不利必须温来提高反应速度，脱除有毒杂或两个变换炉。如采用一低变除去。而变换T段T段的作用就是质(如氧等)，同时由于中变催化口

2、喷水增湿降温，一般在变换炉除去CO以获得有效气体H，。剂价格低，节约资金，利用两段低前设置一个预变炉，上部装填保变来提高转化率实现节能降耗，护剂和抗毒催化剂，夏布装填不锈1变换工艺流程的现状这样充分发挥了中变催化剂和低钢材料，喷水在此段进行，后设置变催化剂的特点。一个主反应器f变换炉)。这种丁艺目前，中串低变换]艺由于比较节能，几乎不需要外加蒸汽。能耗高，已被淘汰。F}j齐鲁石化公2．2全低变工艺若采用调温水加热器来调人口温司研究院开发技推广的中低低丁全低变丁艺为一种节能新r度，一般不设预变炉，主反应器为

3、艺和由湖北化学研究所及湖北省艺，具有能耗低，在相同条件下其一个或两个，这种厂艺由于是间化肥公司等单位开发的全低变T反应温度低，设备生产能力大的接换热，不如喷水型节能，吨氨消艺得到了广泛的应用。优点。但全低变厂艺催化剂活性耗蒸汽150kg一200k~?下降快，使用寿命相对较短。基于2变换各工艺流程的特点此，一般在一段入口前装填保护3中低低工艺与全低变工艺剂和抗毒催化剂，从而起到保护的比较低变触媒的作用。这样可防止触2．1中低低工艺媒老化，使用寿命缩短，系统阻力变换反应为放热反应，中低从目前情况来看，中低低与

4、升高较快等『口J题的出现。低T艺较好地满足了T艺设计中全低变各有利弊：中低低实现了触全低变工艺目前大致可以分“高温提高反应速度，低温提高转媒活性温度的最佳组合，创造出为喷水增湿型和调温水加热器。能耗、阻力及操作的理想效果。而全低变则有能耗低、相同产能下设备小的优点，但操作相对复杂。施俊鹏(1973一)工程师，毕业于北京化工大学化学工程专业。鉴于目前合成氨企业规模日大，现任山西省化工设计院团委书记。化工所所长助理企业的管理水平、职工的操作水平也相应提高，故全低变_T艺前I200902I石油和化工设昔I35景

5、看好。比有饱和热水塔流程每小时只多4．2以下，笔者对这二种流程从安消耗150Kg蒸汽，每年多消耗蒸汽4对全低变工艺流程的一些全角度与运行费用两方面做一个费用约135万元，总费用增加48万简单的比较元。而且若在变换炉装上脱盐水总结(1)安全角度：冷却器，有效热量可以全部回收，有饱和热水塔流程比无饱和不存在热量损失问题。．4．1全低变工艺又分为饱和热水塔热水塔流程消耗低，但腐蚀问题(2)运行费用：流程和无饱和热水塔流程(换热严重，若腐蚀问题能解决，采用饱笔者通过几个化肥厂的对比，式流程)和热水塔流程较经济。但

6、从目前并结合一些资料，比较了18万吨，(1)饱和热水塔流程一般适用来看这一问题，国内现有技术很年总氨有饱和热水塔流程和无饱于低压变换(如压力0．8MPa)，如晋难解决。故笔者认为从生产安全和热水塔流程的消耗，对比如下城一化的10万吨／年合成氨变换系稳定运行方面考虑上无饱和热水(出口CO按1．5％计)：统采用的是全低变饱和热水塔流程。塔流程更合理一些，原因如下：(a)蒸汽消耗：(每吨蒸汽按50该流程采用预变炉内喷水工艺，由(a)饱和热水塔流程腐蚀较严元计1于水的蒸发潜热大，用少量水蒸发重，不但换热器腐蚀，而

7、且饱和热无饱和塔：0．5x18X5050f万元)为蒸汽，就能达到降温的目的，所水塔顶部气相部分也有腐蚀。经有饱和塔n3×18×5O7cI万元)以使用既方便又灵敏。且由于蒸发常需要对换热器进行堵漏，每次每年差值：450—270=180(万元)的蒸汽增加了汽气比，故在要求达堵漏要全系统停车，时间也在8小(b)热水泵电耗：(每度电按0．23到相同变换率的条件下，可降低入时以上。每年需要更换一台换热元计1炉半水煤气的汽气比，从而达到进器，需要停车16小时以上。这些问无饱和塔：没有热水泵一步降耗。题对生产都极为不利

8、，从经济上有饱和塔：l10X24X330×023=20(2)无饱和热水塔流程，较使考虑，生产单位的损失也是很大(万元1用于匿霸融换(如广勘2l胁)，的。另外，有些腐蚀发生在管道(c)有饱和塔流程每年需要更该流程的特点是段间喷水增湿来达上，会使管道或焊缝穿孑L，存在严换一个换热器，约需投资70万元，无到回收热能。由于系统压力高，本重的安全隐患。饱和塔流程换热器基本不腐蚀．变换系统后面的低位热能无法回收(h)无饱和塔流程对系统基本