等温变换技术取代传统变换工艺的探索.pdf

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1、第5期中氮肥No．52014年9月M—SizedNitrogenousFertilizerProgressSep．2014等温变换技术取代传统变换工艺的探索马明(山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，山西晋城048006)[中图分类号]TQ546[文献标志码]B[文章编号]1004—9932(2014)05—0021一O2传统合成氨生产所采用的中串低、中低低、2采用等温变换技术前生产系统存在的问题全低变等变换工艺，因采用多段反应、多次换热的方式调节半水煤气温度，存在着流程相对复安乡公司在应用等温变换技术前，生产系统杂、

2、热损失大、蒸汽消耗高以及设备投资大等诸存在如下问题。多缺点。近年来随着化工生产技术的进步和化工(1)变换工段不能满足系统要求装备制造水平的提高，国内多家公司在水移热等变换工段原采用0．8MPa中低低变换流程，温变换技术开发方面取得了不错的成绩。现对山其流程设计为：2段中变、段间喷水；2段低变、西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司旗下湖南安前设调温器。由于历史原因，原设计变换能力仅乡晋煤金牛化工有限公司(简称安乡公司)采配套50kt／a合成氨，变换装置能力较小。随着用南京敦先化工科技有限公司等温变换技术的应生产负荷的加大，

3、整个变换系统存在以下问题：用情况进行介绍。阻力大，吨氨蒸汽消耗高，中、低变催化剂进口温度及热点温度上升速度快，床层进、出口温差1等温变换的原理小，催化剂失活速度快，变换气中的CO含量经南京敦先化工科技有限公司开发的等温变换常超指标(由于后系统气体精制为铜洗工艺，技术的变换炉壳体由筒体、上封头、下封头组且铜洗能力偏小，要求变换气中的CO含量必须成，上封头与筒体之间采用法兰连接，上、下封控制在1．2％以下)。头分别设有气体进、出口；内件由水移热管束、(2)系统蒸汽缺口较大气体分布筒、气体集气筒、密封板、支撑座等部安乡公司

4、现有1台吹风气锅炉和1台燃煤锅件组成，水移热管束与进、出水管之间采用管式炉，在吹风气锅炉投用的情况下，开燃煤锅炉，联箱结构；内件与外筒可以拆卸，水移热管束管蒸汽有富余需放空，不开燃煤锅炉则蒸汽紧张，内走水，管外装催化剂，变换炉下部设有催化剂无法满足系统需求，尤其是在冬季，这方面的矛自卸口。盾更加突出。等温变换的原理为利用埋在催化剂内部的水3等温变换技术的应用移热管束将催化剂床层反应热及系统多余的低品位热能移除，并转化为高品位蒸汽。通过控制副安乡公司为解决生产系统存在的问题，同时产蒸汽的压力，水移热技术可将催化剂床层的

5、温为了使公司将来的搬迁扩能改造项目的工艺技术度控制在180—350℃，避免了催化剂床层飞温有所创新，决定尝试将当时国内尚无应用先例的事故的发生，延长了变换催化剂的使用寿命，减等温变换技术应用于现有生产装置，以取得实际少了设备的露点腐蚀，同时热量的移除增加了变运行数据，积累相关设计和操作经验，为今后新换反应的推动力，使得半水煤气中CO的转化率项目应用等温变换技术做好准备。得到提高。在工程实施时，考虑到当时国内尚无等温变换技术应用的先例，所以设计工艺流程时，并没[收稿日期]2014．O1—23有破坏原有的变换流程，仅用阀

6、门进行隔断，计[作者简介]马明(1985一)，男，助理工程师。划一旦出现意外情况则启用原有的变换工艺路·22·中氮肥第5期线。安乡公司将等温变换系统串在中变与低变之2个进出口阀。投用等温变换炉时开启进、出口间，即原一低变进口调温器出口到一低变进口的阀，关近路阀，将原来2个低变炉仅作为气体通管道上，就用原低变进口阀作为近路，前、后设道。应用等温变换后的气体流程如图1所示。图1应用等温变换后的气体流程温变换炉出口CO含量曾一度降到0．4％左右，4等温变换炉安装及催化剂升温硫化为了防止铜洗铜比过低，不得不将等温变换炉的等温

7、变换炉安装之前，安乡公司利用设备小近路开启2～3圈；副产的蒸汽外送铜洗和造气；修的机会，为等温变换炉预留2个进出口和1个同时操作工劳动强度显著下降，变换岗位的操作升温硫化进口，故安装过程中原有装置没有停弹性也增大很多，操作人员基本上8h不动阀车。整个安装工程竣工后，将连通阀开启就能通门，变换炉床层温度长期稳定。半水煤气或中变气进行升温硫化。等温变换炉投运前、后变换工段相关温度如等温变换炉装填的是HB308Q耐硫低变催化表1。剂，按照硫化方案，在低温阶段用变换气进行升表1等温变换炉投运前后变换工段相关温度℃温还原，在温

8、度提到一定区间时，因变换气(30含量高，热容大，不含氧，温升较慢，继而改用半水煤气进行升温还原。5等温变换炉投运前、后的效果比较等温变换炉投运前，安乡公司整个变换工段操作弹性极小，操作难度相当大，操作人员上班时注意力需要高度集中，8h忙前忙后，疲劳不堪。中变催化剂进口调温副线全部关死，系统阻力达到0．14～0．15MPa，由于中变催化剂及低变催