两段纯氧换热式转化工艺优化总结-论文.pdf

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1、第3期中氮肥No．32014年5月M-SizedNitrogenousFertilizerProgressMav2014两段纯氧换热式转化工艺优化总结张维清(陕西兴化集团有限责任公司，陕西兴平713100)[中图分类号]TQ113．26[文献标志码]B[文章编号]1004—9932(2014)03—0023—02陕西兴化集团有限责任公司是我国首套以重造方便，安装周期缩短，设备材料费用和安装施油为原料，采用德士古加压气化技术制合成氨的工费用大幅度降低，更重要的是一段转化所需的企业，重油气化系统运行到2000年，随着重油热量不是采用直接燃烧加热的方法

2、，而是利用二深加工技术的发展，重油价格飞涨，严重影响了段转化气返回一段转化炉的管间与转化管内的一企业的生存和发展。借助陕北天然气经兴平输送段转化气进行热交换，并在催化剂的作用下完成至宝鸡的机会，我公司实施了“油改气”项目CH的一段转化反应。——采用纯氧换热式两段转化新工艺实施150kt／a合成氨“油改气”改造。该装置是由成达公司在30kt／a合成氨工艺基础上进行几何放大成为150kt／a合成氨的“油改气”项目，其技术系国内首家采用(可节省俄罗斯专利费2000万元)。转化装置自2001年4月投用以来，各项工艺指标运行正常，达到了设计值，已相继通过了

3、安全验收、技术验收和环保验收。嘴1两段纯氧换热式转化工艺简介一段转化炉二段转化炉本次技改设计2套75kt／a合成氨天然气纯图1转化装置流程氧换热式转化装置，替代原有的重油部分氧化装2装置的优缺点置。该装置以天然气为原料，采用两段纯氧换热式转化工艺，一段转化炉采用换热式转化炉，二2．1优点段炉为加纯氧的蒸汽转化，以制取合成氨所需的(1)利用二段转化气的热量给一段转化炉H。因天然气和蒸汽反应生成CO和H：为吸热的CH转化反应提供热量，改变了燃烧天然气反应，故需外界提供热量才能更好使天然气转化外部加热的形式，降低了吨氨天然气消耗，较传为CO、CO：和H

4、，其方法是从二段炉上部加纯统的天然气蒸汽转化技术(方箱炉)吨氨节约氧，使H和O反应放出大量的热，供二段炉天然气200～300in。下部天然气和蒸汽反应，多余热量传递给一段炉(2)不采用天然气外部燃烧气间接加热的管间，提供其反应所需的热量。方式大大减少了排放大气的烟气量，降低了热损转化装置(主要流程如图1)选用的换热式失，而且有利于环保。转化炉是一种较先进的合成氨造气装置，与传统(3)二段炉采用纯氧助燃提供热量，使一的箱式一段炉有根本区别，它不仅结构简单，制段出口气甲烷含量不受空气氧含量控制(方箱炉为保证合成氨氢氮比，一段出口甲烷含量在15％)，降

5、低了一段炉设备投资，提高了使用寿[收稿日期]2013-09-02[修稿日期]2013—10—08[作者简介]张维清，吉林榆树人，陕西兴化集团有限责任公命；而氮气从甲烷化配入，大大节约了净化系统司安全环保部部长。的设备投资，提高了原有装置生产能力。·24·中氮肥第3期2．2不足和缺点常，二段出口有效气含量大幅度提高，安全性较(1)二段炉上部燃烧室采用非金属结构，以前提高，具体表现为以下3个方面。氧气是从氧分布器中的砖眼进入炉脖内(存在(1)在投天然气量一定时，氧气／天然气由严重安全隐患)，生产过程中砖缝受气流冲刷到原来的0．43降至0．40左右，氧

6、气消耗有所下一定程度后，会有气体从砖缝进入炉脖内，造成降，二段出口CH含量为0．45％左右，各点温氧分布极不均匀，严重时局部高温可达1700度趋于正常化，且保证了一段炉所需的热量，使以上，造成炉砖烧结、脱落，二段炉阻力上涨严一段出口CH含量维持为32．0％左右，充分说重。仅西套转化系统就曾因此造成生产系统7次明使用金属烧嘴可使氧气与一段转化气燃烧充被动停车、检修，造成1次氧管线爆炸事故。分，未发生偏流现象。(2)原设计水碳比仅为2．7，生产中有时因(2)二段出口有效气(CO+H)含量在其他工艺指标不变时，由原来的80％提高为82％蒸汽原因更是达到

7、2．5，造成转化系统出口有效(改造前最低为77．1％，改造后最高为82．9％)，气含量低，产气量小，同时会使中变发生费托反消耗也有所下降，更接近设计值。应，消耗氢气。水碳比过低还会造成催化剂析炭。(3)改为金属烧嘴，最重要方面是在安全(3)蒸汽管线设计存在缺陷，加热炉和开上解除了隐患。工烧嘴保护蒸汽从蒸汽阀后接入，阀后蒸汽压力西套转化金属烧嘴成功使用后，2006年6月与系统压差较小，蒸汽波动时，天然气倒流进人对东套转化二段炉进行了改造，主要内容如下。开工烧嘴，造成二段出口甲烷含量升高，容易使(1)开工烧嘴保护蒸汽改从蒸汽总管引出，人误判断二段催化

8、剂老化。加热炉保护蒸汽阀门原管线加盲板；加热炉保护蒸汽不用时加盲板。只在升温时使用，平时关闭，阀漏或误操作会导消除原来天然气走近路造成二