托普索和卡萨利氨合成塔和工艺探讨

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1、第37卷第4期化肥工业2010年8月托普索和卡萨利氨合成塔和工艺探讨陈胜军(天津碱厂塘沽300452)摘要重点对以托普索S-300型氨合成塔和卡萨利三床层二段中间换热器氨合成塔和工艺进行了探讨。这2种氨合成塔都是目前比较先进的合成塔型，在大型合成氨装置中应用较多。关键词氨合成塔托普索卡萨利InquiryintoTops~eandCasaleAmmoniaConvertersandProcessesChenShengjun(TianjinSodaPlantTanggu300452)AbstractAninquiryismadeintoTops~beS-300

2、ammoniaconverterandCasaleammoniacon—verterwiththreebedsandtwointermediateheatexchangers，inparticular，andtheirprocesses．Thesetwotypesareratheradvancedammoniaconvertersatpresentandadoptedbymostlargeammoniaunits．KeyfordsammoniaconverterTopsd~eCasale表1S-300型氨合成塔主要参数l托普索氨合成塔和工艺探讨项目参数1．

3、1氨合成塔简介结构三床层二段中间换热式托普索合成塔有s．100，S-200，S-250和S-300床层形式径向压力／MPa15．0等几种型式，即使同一型式的氨合成塔也有所不催化剂必须使用托普索专用催化剂同。S-100和S-200属于早期的塔型，目前使用较塔径／mm2400多的为S-250和S-300型塔，其中S-250是S-200氨净值／％一l8的改进塔型，在S-200型塔后串联1台绝热反应主线走塔内，副线走塔壁，主线器。目前最先进的托普索氨合成塔是S-300型，塔温控制方式与2条副线共同控制三床层温度为三床层内置2台层问换热器的径向氨合成塔，氨净值可达1

4、8％(体积分数，下同)左右。1．2S-300型氨合成塔结构特点(以300kt／a合成氨为例)S-300型氨合成塔主要参数如表1所示。(1)2台换热器分别设置在第1和第2催化图1径向流示意剂筐内，反应后的气体通过换热器间接冷却，从而(3)催化剂内简筒壁为合金栅(专利技术)，提高了每层出口的氨转化率。保证气流均匀分布，防止气流直接吹催化剂。(2)每个绝热床层都有1个径向流(图1)，气1．3氨合成回路体的流动都是内向的，因此可采用小颗粒催化剂托普索氨合成工艺流程见图2。(1．5～3．0mm)，不仅保证了所装填的催化剂得来自精制工序的新鲜合成气(30oC，3．2M

5、Pa)到充分利用，而且可获得较高的氨转化率。经合成气压缩机压缩段加压、段间冷却后，与来自本文作者的联系电话：022-5986566356第37卷第4期化肥工业2010年8月去冷冻工序开工加热氨合成塔换热器热列换器水冷器I冷交换器J氨冷器J氨冷器上高压氨分离器回水闪蒸槽来水去冷冻工序精制合成气合成气压缩来自冷冻工序图2托普索氨合成工艺流程冷交换器的循环气汇合进入合成气压缩机循环表2三床层二段中间换热式氨合成塔主要参数段，混合气最终升压至15MPa出合成气压缩机。项目参数压缩后合成气经热交换器预热后从下部进入合成结构三床层二段中间换热式塔，通过中心管到达上部，

6、然后从内、外筒之间的床层形式轴径向环隙沿径向依次进入第1催化剂床层、第1换热压力／MPa15．0催化剂国产催化剂器、第2催化剂床层、第2换热器、第3催化剂床塔径／mm2300层进行反应。出合成塔的反应气(约414℃，含氨净值／％(体积分数)18～19氨体积分数约22％)经高压锅炉给水预热器回收主线走塔壁，主线和2条副线分别热量后进入热交换器预热合成气压缩机出口气塔温控制方式独立控制三床层温度，另有～升温副体，再经水冷器、冷交换器、一级和二级氨冷器，最线控制还原终冷却至0oC进入高压氨分离器分离出冷凝氨，床层进口增加桥板；进、出口设丝分离氨后的循环气再经冷交

7、换器回收冷量后进入催化剂层进、出口结构网，防止气体直接冲刷床层，保证气压缩机循环段与新鲜气[合，重复上述循环。氨流均匀分布；可装填小颗粒催化剂分离器分离出的液氨进入氨闪蒸槽，通过减压提高了每层出口的氨转化率。(～3．2MPa)闪蒸出溶解的气体，闪蒸后的液氨(2)每个绝热床层都有1个轴一径向流送往冷冻工序，闪蒸出的气体送往合成气压缩机(图3)，大部分气体都以径向通过催化剂床层，其人口返回合成系统。余气体以轴向通过催化剂的顶部床层，气体的流动方向都是向内的，这样既可采用小颗粒催化剂2卡萨利氨合成塔和工艺探讨(1．5～3．0mm)，又保证了所装填的催化剂得到2．

8、1氨合成塔简介充分利用，而且可获得较高的氨转化率。卡萨利氨合成塔为