丁志發(fā) 司建華

(湖北雙雄催化劑有限公司 湖北廣水432721)(湖北京山華貝化工有限責(zé)任公司 湖北鐘祥431929)

湖北京山華貝化工有限責(zé)任公司原裝置合成氨生產(chǎn)能力為40 kt/a，以生產(chǎn)液氨為主。企業(yè)改制后，為了提高競爭力，將該裝置合成氨生產(chǎn)能力擴(kuò)大至80 kt/a，采用湖北雙雄催化劑有限公司設(shè)計(jì)的全低變流程及其提供的SB303Q型、SB304Q型超低溫耐硫變換催化劑及SB303QK型抗毒劑。湖北京山華貝化工有限責(zé)任公司是首家使用湖北雙雄催化劑有限公司開發(fā)生產(chǎn)的SB304Q型超低溫耐硫變換催化劑的企業(yè)，投運(yùn)至今，其運(yùn)行狀況良好，節(jié)能效果顯著；變換系統(tǒng)出口變換氣中CO體積分?jǐn)?shù)<1.5%，噸氨蒸汽消耗為50 kg，達(dá)到了預(yù)期的改造效果。

1 原變換系統(tǒng)存在問題

改造前，變換系統(tǒng)采用0.80 MPa熱水飽和塔中低低流程，存在催化劑使用周期短、蒸汽消耗量大(噸氨蒸汽消耗為300～400 kg)、系統(tǒng)壓差大、熱水飽和塔經(jīng)常帶液、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重(主熱交換器每2年就得更換1次)等問題，嚴(yán)重影響變換系統(tǒng)的正常生產(chǎn)。

2 新變換系統(tǒng)工藝流程

2.1 工藝流程

新變換系統(tǒng)采用全低變工藝，其工藝流程見圖1。來自壓縮機(jī)二段出口的0.8 MPa半水煤氣經(jīng)煤氣冷卻器降溫至40 ℃以下進(jìn)入絲網(wǎng)除油器，除掉半水煤氣中夾帶的少量壓縮機(jī)油、焦油等雜質(zhì)后進(jìn)入飽和塔，在飽和塔中與頂部來的熱水逆流接觸；出飽和塔的氣體經(jīng)過裝有4層板式分離器的汽水分離器，分離出從飽和塔氣體中霧沫夾帶的水分后進(jìn)入熱交換器，將半水煤氣溫度提高至200 ℃后進(jìn)入低變爐一段；經(jīng)低變爐一段的抗毒劑、催化劑反應(yīng)后出低變爐一段的變換氣經(jīng)噴水汽化器降溫、增濕后進(jìn)入變換爐二段催化劑床層反應(yīng)；出低變爐二段變換氣依次進(jìn)入熱交換器、脫鹽水加熱器后，160 ℃左右進(jìn)入低變爐三段催化劑，出低變爐三段變換氣溫度在180 ℃左右進(jìn)入一水加熱器、熱水塔回收熱量后，經(jīng)過軟水加熱器、冷卻器溫度降至35 ℃左右進(jìn)入后續(xù)工段。循環(huán)熱水由飽和塔出經(jīng)U形管至熱水塔再經(jīng)一水加熱器加熱后進(jìn)入飽和塔。30 ℃脫鹽水經(jīng)過脫鹽水加熱器加熱到140 ℃后進(jìn)入噴水汽化器。

1.煤氣冷卻器 2.絲網(wǎng)除油器 3.飽和熱水塔 4.汽水分離器 5.熱交換器 6.電加熱器 7，8.變換爐 9.噴水汽化器 10.脫鹽水加熱器 11.一水加熱器 12.軟水加熱器 13.變換氣冷卻器 14.熱水泵 15.脫鹽水泵

2.2 主要設(shè)備

主要設(shè)備參數(shù)見表1。

表1 主要設(shè)備參數(shù)

2.3 催化劑裝填

低變爐一段上部裝填9 m3SB303QK型抗毒劑，下部裝填11.5 m3SB303Q型催化劑+6 m3舊SB303QK型抗毒劑；低變爐二段裝填14.5 m3SB303Q型催化劑+4 m3舊SB303QK型抗毒劑；低變爐三段上部裝填2 m3SB303QK型抗毒劑，下部裝填24 m3SB304Q型超低溫低變催化劑。

3 實(shí)際運(yùn)行情況

2012年10月，對(duì)變換系統(tǒng)全低變工藝改造后，目前變換系統(tǒng)運(yùn)行正常，半水煤氣量為約40 000 m3/h(標(biāo)態(tài))。此次改造利用大部分舊設(shè)備，只是添加了少量設(shè)備，變換系統(tǒng)工藝流程操作簡單、控制靈活。各段溫度的調(diào)節(jié)方法：

低變爐一段進(jìn)口氣體溫度由半水煤氣出飽和塔后(不經(jīng)熱交換器)直接進(jìn)入低變爐一段煤氣冷激副線進(jìn)行調(diào)節(jié)；低變爐二段進(jìn)口氣體溫度通過噴水量調(diào)節(jié)；低變爐三段進(jìn)口氣體溫度由變換氣(不經(jīng)脫鹽水加熱器)副線調(diào)節(jié)。

全低變工藝變換系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。

表2 全低變工藝變換系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

4 結(jié)語

(1)全低變工藝變換系統(tǒng)的改造在原來中低低系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)施，增加部分設(shè)備可使變換系統(tǒng)處理能力提高1倍，且可減輕對(duì)設(shè)備的腐蝕，保證了裝置生產(chǎn)的穩(wěn)定及設(shè)備的安全。

(2)湖北雙雄催化劑有限公司的SB304Q型超低溫耐硫變換催化劑在160 ℃的超低溫下運(yùn)行，使變換反應(yīng)中的平衡溫度大幅度下降，從而減少了變換系統(tǒng)的蒸汽消耗，目前噸氨蒸汽消耗約為50 kg，節(jié)能降耗效果明顯。

(3)變換系統(tǒng)改造后，應(yīng)加強(qiáng)除油器及各分離罐油水的排放，提高水質(zhì)、汽質(zhì)，減輕設(shè)備露點(diǎn)腐蝕；應(yīng)定期排放熱水塔的熱水，控制補(bǔ)充水中總含固量，確保變換系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運(yùn)行。