CN1172765A - 中型合成氨生产净化变换系统全部低温变换工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中型合成氨生产净化变换系统全部低温变换工艺,它是通过采用B303Q型号触媒,变换气进入第一变换炉一层温度为150～250℃,进入第一变换炉二层温度为170～250℃,进入第二变换炉的温度为150～250℃。本工艺触媒寿命长、节汽、节电、适合于中型合成氨生产厂使用。

Description

中型合成氨生产净化变换系统全部低温变换工艺

本发明涉及合成氨生产技术领域，具体地说是中型合成氨净化变换系统全部低温变换工艺。

目前，全国的中型合成氨厂家的变换工艺大多采用两种工艺流程：一种是全部中温变换工艺，另一种是中温串低温变换工艺。全部中温变换相对较为落后，不仅触媒易老化，系统阻力较高，而且消耗高，系统腐蚀严重。中温串低温变换工艺与全中温变换工艺相比，各方面都取得了明显的进步，但以上问题仍末得到很好的解决。

本发明的目的是想提供一种延长触媒寿命、降低系统阻力、降低消耗、减轻系统腐蚀便于工人操作的中型合成氨变换工艺。

本发明的工艺流程如下：

自压缩三段来的系统压力为2.05MPa(表压)的半水煤气经过焦碳过滤器除去油分后，进入饱和塔下部，自下而上与热水泵送来经第二、第一水加热器进一步加热之热水在塔内逆流接触。半水煤气被加热并为热水所饱和(增湿过程)，气体出饱和塔后进入热交换器管内与变换炉出来的变换气换热达到150℃～250℃左右，由第一变换炉顶部进入一层触媒，一层热点温度控制在300℃～480℃左右，在触媒作用下，将气体中的一氧化碳变换至12～13％左右，出一层触媒。从一层触媒出来的变换气进入蒸汽混合器和增湿器中，与蒸汽和外加脱盐水充分接触，增湿并降温至170℃～250℃左右，进入第一变换炉的二层触媒，二层热点温度控制在300℃～480℃在触媒作用下将气体中一氧化碳变换至4～5％左右，从二层下部出来的变换气经热交换器管间与半水煤气换热后进入第一水加热器降温到150℃～250℃左右，然后自上而下进入第二变换炉，热点温度控制在300℃～480℃，在触媒的作用下，将气体中的一氧化碳变换至1.5％以下，由第二变换炉底部出来的变换气，进入第二水加热与热水换热降温，然后进入热水塔自下而上与饱和塔流下来的热水逆流接触，继续被冷却，同时提高热水温度，变换气由热水塔上部出来进入锅炉给水预热器进一步冷却后进入冷凝塔，自下而上与来自加压水泵的二次水在塔内逆流接触换热后进入塔后分离器分离掉水分，气体被送往变换气脱硫系统。

热水塔出来的热水由热水泵加压后进入第二、第一水加热器被变换气间接加热后进入饱和塔，由塔顶自上而下与半水煤气逆流接触换热，被冷却的热水由塔底出来经“U”型弯流入热水塔被变换气加热后进入热水泵循环使用。

第一、第二变换炉三层触媒装填总量为26吨。型号均为B303Q，由湖北化学研究所生产。全部低温变换触媒在120℃～480℃均有较好活性，因此在定各层入口温度时，只要高于露点温度20℃左右即可。

本发明的优点是：

1、由于本工艺所采用的触媒活性高空速大。因此，所需的触媒量少，中温串低温工艺所需触媒为60吨，而本工艺所需触媒仅26吨，由此系统阻力可降低45～60％。同时本工艺所采用的触媒具有较强的有机硫转化能力；还具有寿命长的特点。中温串低温变换触媒最多可用一年，而本工艺所用触媒可用4～8年，大大减少了更换触媒所需费用。

2、因本工艺系统温度较中温变换系统降低100～250℃，因此可节省一半以上的换热面积。

3、由于全部低温变换工艺所需的总汽气比较低(入炉总汽气比：0.35～0.4)。且系统热量回收好，饱和塔自产能力较强，因此蒸汽耗量低。中温串低温变换工艺吨氨耗蒸汽0.6～0.8吨，后期高达1吨左右，而本工艺吨氨耗蒸汽只需0.2～0.3吨。

4、由于本工艺系统温度下降，因此热水循环量及冷却水量相应减少，减轻了热水泵及加压水泵的负荷。与中温串低温变换相比，本工艺吨氨可节电8度。

5、通过对经常腐蚀部位冷凝水的测定，其中SO离子浓度中温串低温工艺平均为10000PPm，而本工艺仅为100PPm。因此可以断定由于系统温度较低，减缓了腐蚀，也必将减少维修时间和开停车次数。

6、本工艺操作方便，生产控制易于稳定；开停车程序简单，触媒升温快，系统停车1～2天，只需1～2小时便钶开车、恢复生产；另外变换气一氧化碳合格快。

下面结合附图对本发明作进一步解释：

图1为本发明的工艺流程图。

实施例1：

自压缩三段来的系统压力为2.05MPa(表压)的半水煤气经过焦碳过滤器[1]除去油分后，进入饱和塔[4]下部，(饱和塔和热水塔连在一起，上部为饱和塔，下部为热水塔，中间用“U”弯连接。)自下而上与热水泵[5]送来经第二水加热器[7]、第一水加热器[6]进一步加热之热水所饱和塔[4]内逆流接触半水煤气被加热并为热水所饱和(增湿过程)，气体出饱和塔[4]后进入热交换器[8]管内与第一变换炉[10]出来的变换气换热达到160℃±5℃左右，由第一变换炉[10]顶部进入一层触媒，一层热点温度控制在340±5℃，在触媒作用下，将气体中的一氧化碳变换至12％～13％左右出一层触媒。从一层触媒出来的变换气进入蒸汽混合器[11]和增湿器[12]中，与蒸汽和外加脱盐水充分接触，增湿并降温至220±5℃进入第一变换炉[10]的二层，二层热点温度控制在320±5℃，在触媒作用下将气体中一氧化碳变换至4～5％左右，从二层下部出来经热交换器[8]管间与半水煤气换热后进入第一水加热器[6]降温到170±5℃，然后自上而下进入第二变换炉[9]，热点温度控制在210±5℃，在触媒的作用下，将气体中的一氧化碳变换至1.5％以下，由第二变换炉[9]底部出来进入第二水加热器[7]，与热水换热降温，然后进入热水塔[4]自下而上与饱和塔[4]流下来的热水逆流接触，继续被冷却，同时提高热水温度，变换气由热水塔[4]上部出来进入锅炉给水预热器[3]进一步冷却后，进入冷凝塔[2]，自下而上与来自加压水泵的二次水在塔内逆流接触换热后进入塔后分离器(图1中省略)分离掉水分，气体被送往脱硫系统。

热水塔[4]出来的热水由热水泵[5]加压后进入第二水加热器[7]和第一水加热器[6]被变换气间接加热后进入饱和塔[4]，由塔顶自上而下与半水煤气逆流接触换热，冷却后的热水由塔底出来经“U”型弯流入热水塔[4]被变换气加热后进入热水泵[5]循环使用。

实施例2：

与实施例1比较，本实施例有下列不同之处：

1、变换气进入第一变换炉一层的温度为150±5℃，一层热点温度为300±5℃。

2、变换气进入第一变换炉二层的温度为170±5℃二层热点温度为300±5℃。

3、变换气进入第二变换炉的温度为150±5℃，第二变换炉的热点温度为300±5℃。

实施例3：

与实施1比较，本实施例有下列不同之处：

1、变换气进入第一变换炉一层的温度为250±5℃，一层热点温度为480±5℃。

2、变换气进入第一变换炉二层的温度为250±5℃，热点温度为480±5℃。

3、变换气进入第二变换炉的温度为250±5℃，热点温度为480±5℃。

Claims (4)

1、一种中型合成氨生产净化变换系统全部低温变换工艺包括加热饱和、变换，冷却步骤。其特征如下：自压缩三段来的系统压力为2.05MPa的半水煤气经过焦碳过滤器后，进入饱和塔下部，自下而上与热水泵送来经第二、第一水加热器进一步加热之热水在塔内逆流接触，气体出饱和塔后进入热交换器管内与变换炉出来的变换气换热达到150℃～250℃左右，由第一变炉顶部进入一层触媒，一层热点温度控制在300～480℃左右，从一层触媒出来的变换气进入蒸气混合器和增湿器中，与蒸汽和外加脱盐水充分接触，增湿并降温至170℃～250℃左右，进入第一变换炉的二层触媒，二层热点温度控制在300℃～480℃左右，从二层下部出来的变换气经热交换器管间与半水煤气换热后进入第一水加热器降温到150℃～250℃，然后自上而下进入第二变换炉，热点温度控制在300℃～480℃，由第二变换炉底部出来的变换气，进入第二水加热器与热水换热降温，然后进入热水塔自下而上与饱和塔流下来的热水逆流接触，变换气由热水塔上部出来进入锅炉给水预热器进一步冷却后，进入冷凝塔，自下而上与来自加压水泵的二次水在塔内逆流接触换热后进入塔后分离器，分离掉水分后，气体被送往脱硫系统。

2、如权利要求1所述的一种中型合成氨生产净化变换系统全部低温变换工艺，其特征如下：(1)变换气进入第一变换炉一层的温度为160±5℃，一层热点温度为340±5℃；(2)变换气进入第一变换炉二层的温度为220±5℃，二层热点温度为320±5℃；(3)变换气进入第二变换炉的温度为170±5℃，热点温度为210±5℃。

3、如权利要求1所述的一种中型合成氨生产净化变换系统全部低温变换工艺，其特征如下：(1)变换气进入第一变换炉一层的温度为150±5℃，一层热点温度为300±5℃；(2)变换气进入第一变换炉二层的温度为170±5℃，二层的热点温度为300±5℃；(3)变换气进入第二变换炉的温度为150±5℃，热点温度为300±5℃。

4、如权利要求1所述的一种中型合成氨生产净化变换系统全部低温变换工艺，其特征如下：(1)变换气进入第一变换炉一层的温度为250±5℃，一层热点温度为480±5℃；(2)变换气进入第一变换炉二层的温度为250±5℃，二层热点温度为480±5℃；(3)变换气进入第二变换炉的温度为250±5℃，热点温度为480±5℃。