CN210457491U - 氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉 - Google Patents

Abstract

一种氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，包括第一低变炉和第二低变炉，可以根据生产需要，选择使用不同的组合使用方法，即仅使用一个低变炉、并列使用两个低变炉或串联使用两个低变炉，以满足不同的生产需要。采用串联使用两个低变炉的方法，混合气体通过前后两个低变炉后，先由就低变炉中的活性较低的催化剂催化反应，使一部分一氧化碳发生变换反应，然后再由新低变炉中活性较高的催化剂催化反应，使剩余一氧化碳发生变换反应。通过该方法，可以使一氧化碳完全发生变换反应，得到纯度更高的氢气，提高产品质量，同时有效利用了废旧的低变炉，降低生产成本，此外，第一低变炉、第二低变炉拆除与再安装过程中，不需要停产，提高了生产效率。

Description

氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉

技术领域

本实用新型涉及制氨工艺中一氧化碳低温变换处理技术领域，具体地，涉及一种氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉。

背景技术

氢气是合成氨生产中的原料之一，制得的氢气中通常含有一氧化碳，一氧化碳变换生成氢和二氧化碳的反应是合成氨生产中的重要过程，一氧化碳的变换反应为CO+H₂O=CO₂+H₂，反应必须在催化剂存在的条件下进行。根据催化剂的不同，可以将一氧化碳的转化分为高温变换、中温变换和低温变换之分，其中，低温变化是在低变炉中完成，在低变炉中装填铜基催化剂，在铜基催化剂的催化作用下，使得一氧化碳与水蒸气发生变换反应生成二氧化碳和氢气，方便后期通过吸收二氧化碳净化氢气，提高氢气的纯度，可以提高制氨的效率及质量。

铜基催化剂的活性会随着使用期限的增加而降低，在使用中、后期铜基催化剂的活性较低时，如果继续使用，则会影响一氧化碳的变换反应，使得变换反应不彻底，氢气中含有大量一氧化碳残留，影响后续氨制备的效率及氨产品质量。如果直接更换掉，则会导致铜基催化剂实用不彻底导致浪费，最终增加生产成本，并且更换将导致停产，影响生产效率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，不仅使一氧化碳完全发生变换反应，得到纯度更高的氢气，提高产品质量，同时有效利用废旧的低变炉，降低生产成本，此外，实现第一低变炉、第二低变炉拆除与再安装过程中不停产更换，提高生产效率。

本实用新型提供了一种氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，包括第一低变炉和第二低变炉，所述第一低变炉和第二低变炉的进气口分别通过第一混合气管、第二混合气管与转换炉的出气口连接，出气口通过第一氢气管、第二氢气管与二氧化碳吸收塔的进气口连接，第一氢气管与第二混合气管之间连接第一分管，第二氢气管与第一混合气管之间连接第二分管，所述第一混合气管、第二混合气管上分别设有第一混合气管阀、第二混合气管阀，所述第一氢气管、第二氢气管上分别设有第一氢气管阀、第二氢气管阀，所述第一分管、第二分管上分别设有第一分管阀、第二分管阀。

本实用新型的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，可以根据生产需要，选择使用不同的组合使用方法，包括：

1、仅使用一个低变炉，当仅使用第一低变炉的时候，打开第一混合气管阀、第一氢气管阀，其他阀均关闭；当仅使用第二低变炉的时候，打开第一混合气管阀、第一氢气管阀，其他阀均关闭。

2、并列使用两个低变炉，当同时使用第一低变炉和第二低变炉时，打开第一混合气管阀、第一氢气管阀、第二混合气管阀、第二氢气管阀，其他阀均关闭。

3、串联使用两个低变炉，当混合气体先通过第一低变炉时，打开第一混合气管阀、第一分管阀及第二氢气管阀，其他阀均关闭；当混合气体先通过第二低变炉时，打开第二混合气管阀、第二分管阀及第一氢气管阀，其他阀均关闭。

当第一低变炉的催化剂活性较低时，可以使用该串联方法，继续使用第一低变炉，新增催化剂活性较高的第二低变炉。当第一低变炉的催化剂彻底失活，则可以暂时仅使用第二低变炉，即打开第一混合气管阀、第一氢气管阀，其他阀均关闭，然后将废旧的第一低变炉拆除，并安装新的第一低变炉，然后切换各阀门，使得混合气体先通过第二低变炉后通过第一低变炉，即打开第二混合气管阀、第二分管阀及第一氢气管阀，其他阀均关闭。当第一低变炉的催化剂活性较低时，同理。采用该方法，混合气体通过前后两个低变炉后，先由就低变炉中的活性较低的催化剂催化反应，使一部分一氧化碳发生变换反应，然后再由新低变炉中活性较高的催化剂催化反应，使剩余一氧化碳发生变换反应。通过该方法，可以使一氧化碳完全发生变换反应，得到纯度更高的氢气，提高产品质量，同时有效利用了废旧的低变炉，降低生产成本，此外，第一低变炉、第二低变炉拆除与再安装过程中，不需要停产，提高了生产效率。

优选的，所述第一混合气管和第二混合气管分别通过第一氮气管、第二氮气管与热氮气气源连接，所述第一氮气管、第二氮气管上分别设有第一氮气管阀、第二氮气管阀。

由于新增的低变炉中的触媒需要氢气还原以后才具有催化活性，因此在安装使用前先需要对其进行还原处理，使用该结构，可以先安装，然会直接利用该装置，在原生产设备的基础上，对新增设的低变炉直接进行还原处理。对第一低变炉进行还原处理时，调节第二分管阀和第一氮气管阀，控制出气量，通过第二分管引入少量氢气作为还原剂，通过第一氮气管引入热氮气作为载体，对新增的第一低变炉进行还原处理；对第二低变炉进行还原处理时，调节第一分管阀和第二氮气管阀，控制出气量，通过第一分管引入少量氢气作为还原剂，通过第二氮气管引入热氮气作为载体，对新增的第二低变炉进行还原处理。

优选的，所述热氮气气源包括制氮仪和热转换器。该结构通过热转换器控制氮气的温度，从而控制还原反应的温度。

优选的，所述第一低变炉和第二低变炉分别设有第一放空管和第二放空管，第一放空管和第二放空管上分别设有第一放空阀和第二放空阀。第一放空管和第二放空管是为了在还原处理时排放还原处理后的废气，还原处理结束后，关闭放空阀。

本实用新型的有益效果：本实用新型的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，可以根据生产需要，选择使用不同的组合使用方法，即仅使用一个低变炉、并列使用两个低变炉或串联使用两个低变炉，以满足不同的生产需要。采用串联使用两个低变炉的方法，混合气体通过前后两个低变炉后，先由就低变炉中的活性较低的催化剂催化反应，使一部分一氧化碳发生变换反应，然后再由新低变炉中活性较高的催化剂催化反应，使剩余一氧化碳发生变换反应。通过该方法，可以使一氧化碳完全发生变换反应，得到纯度更高的氢气，提高产品质量，同时有效利用了废旧的低变炉，降低生产成本，此外，第一低变炉、第二低变炉拆除与再安装过程中，不需要停产，提高了生产效率。

附图说明

图1为实施例1的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉结构示意图；

图2为实施例2的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉结构示意图。

图中：第一低变炉1、第一混合气管11、第一混合气管阀111、第一氢气管12、第一氢气管阀121、第一分管13、第一分管阀131、第一氮气管14、第一氮气管阀141、第一放空管15、第一放空阀151、第二低变炉2、第二混合气管21、第二混合气管阀211、第二氢气管22、第二氢气管阀221、第二分管23、第二分管阀231、第二氮气管24、第二氮气管阀241、第二放空管25、第二放空阀251、转换炉3、二氧化碳吸收塔4、热氮气气源5、制氮仪51、热转换器52、氨合成塔6。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，包括第一低变炉1和第二低变炉2，所述第一低变炉1和第二低变炉2的进气口分别通过第一混合气管11、第二混合气管21与转换炉3的出气口连接，出气口通过第一氢气管12、第二氢气管22与二氧化碳吸收塔4的进气口连接，第一氢气管12与第二混合气管21之间连接第一分管13，第二氢气管22与第一混合气管11之间连接第二分管23，所述第一混合气管11、第二混合气管21上分别设有第一混合气管阀111、第二混合气管阀211，所述第一氢气管12、第二氢气管22上分别设有第一氢气管阀121、第二氢气管阀221，所述第一分管13、第二分管23上分别设有第一分管阀131、第二分管阀231。

所述第一低变炉1上设有第一放空管15，第一放空管15上分别设有第一放空阀151。

所述第二低变炉2上设有第二放空管25，第二放空管25上分别设有第二放空阀251。

本实用新型的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，可以根据生产需要，选择使用不同的组合使用方法，包括：

1、仅使用一个低变炉，当仅使用第一低变炉1的时候，打开第一混合气管阀111、第一氢气管阀121，其他阀均关闭；当仅使用第二低变炉2的时候，打开第一混合气管阀111、第一氢气管阀121，其他阀均关闭。

2、并列使用两个低变炉，当同时使用第一低变炉1和第二低变炉2时，打开第一混合气管阀111、第一氢气管阀121、第二混合气管阀211、第二氢气管阀221，其他阀均关闭。

3、串联使用两个低变炉，当混合气体先通过第一低变炉1时，打开第一混合气管阀111、第一分管阀131及第二氢气管阀221，其他阀均关闭；当混合气体先通过第二低变炉2时，打开第二混合气管阀211、第二分管阀231及第一氢气管阀121，其他阀均关闭。

当第一低变炉1的催化剂活性较低时，可以使用该串联方法，继续使用第一低变炉1，新增催化剂活性较高的第二低变炉2。当第一低变炉1的催化剂彻底失活，则可以暂时仅使用第二低变炉2，即打开第一混合气管阀111、第一氢气管阀121，其他阀均关闭，然后将废旧的第一低变炉1拆除，并安装新的第一低变炉1，然后切换各阀门，使得混合气体先通过第二低变炉2后通过第一低变炉1，即打开第二混合气管阀211、第二分管阀231及第一氢气管阀121，其他阀均关闭。当第一低变炉1的催化剂活性较低时，同理。采用该方法，混合气体通过前后两个低变炉后，先由就低变炉中的活性较低的催化剂催化反应，使一部分一氧化碳发生变换反应，然后再由新低变炉中活性较高的催化剂催化反应，使剩余一氧化碳发生变换反应。通过该方法，可以使一氧化碳完全发生变换反应，得到纯度更高的氢气，提高产品质量，同时有效利用了废旧的低变炉，降低生产成本，此外，第一低变炉1、第二低变炉2拆除与再安装过程中，不需要停产，提高了生产效率。

实施例2：

如图2所示，一种氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，包括第一低变炉1和第二低变炉2，所述第一低变炉1和第二低变炉2的进气口分别通过第一混合气管11、第二混合气管21与转换炉3的出气口连接，出气口通过第一氢气管12、第二氢气管22与二氧化碳吸收塔4的进气口连接，第一氢气管12与第二混合气管21之间连接第一分管13，第二氢气管22与第一混合气管11之间连接第二分管23，所述第一混合气管11、第二混合气管21上分别设有第一混合气管阀111、第二混合气管阀211，所述第一氢气管12、第二氢气管22上分别设有第一氢气管阀121、第二氢气管阀221，所述第一分管13、第二分管23上分别设有第一分管阀131、第二分管阀231。

所述第一混合气管11和第二混合气管21分别通过第一氮气管14、第二氮气管24与热氮气气源5连接，所述第一氮气管14、第二氮气管24上分别设有第一氮气管阀141、第二氮气管阀241。由于新增的低变炉中的触媒需要氢气还原以后才具有催化活性，因此在安装使用前先需要对其进行还原处理，使用该结构，可以先安装，然会直接利用该装置，在原生产设备的基础上，对新增设的低变炉直接进行还原处理。对第一低变炉1进行还原处理时，调节第二分管阀231和第一氮气管阀141，控制出气量，通过第二分管23引入少量氢气作为还原剂，通过第一氮气管14引入热氮气作为载体，对新增的第一低变炉1进行还原处理；对第二低变炉2进行还原处理时，调节第一分管阀131和第二氮气管阀241，控制出气量，通过第一分管13引入少量氢气作为还原剂，通过第二氮气管24引入热氮气作为载体，对新增的第二低变炉2进行还原处理。

所述热氮气气源5包括制氮仪51和热转换器52。该结构通过热转换器52控制氮气的温度，从而控制还原反应的温度。

所述第一低变炉1上设有第一放空管15，第一放空管15上分别设有第一放空阀151。

所述第二低变炉2上设有第二放空管25，第二放空管25上分别设有第二放空阀251。

Claims (5)

1.一种氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，其特征在于，包括第一低变炉（1）和第二低变炉（2），所述第一低变炉（1）和第二低变炉（2）的进气口分别通过第一混合气管（11）、第二混合气管（21）与转换炉（3）的出气口连接，出气口通过第一氢气管（12）、第二氢气管（22）与二氧化碳吸收塔（4）的进气口连接，第一氢气管（12）与第二混合气管（21）之间连接第一分管（13），第二氢气管（22）与第一混合气管（11）之间连接第二分管（23），所述第一混合气管（11）、第二混合气管（21）上分别设有第一混合气管阀（111）、第二混合气管阀（211），所述第一氢气管（12）、第二氢气管（22）上分别设有第一氢气管阀（121）、第二氢气管阀（221），所述第一分管（13）、第二分管（23）上分别设有第一分管阀（131）、第二分管阀（231）。

2.如权利要求1所述的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，其特征在于，所述第一混合气管（11）和第二混合气管（21）分别通过第一氮气管（14）、第二氮气管（24）与热氮气气源（5）连接，所述第一氮气管（14）、第二氮气管（24）上分别设有第一氮气管阀（141）、第二氮气管阀（241）。

3.如权利要求2所述的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，其特征在于，所述热氮气气源（5）包括制氮仪（51）和热转换器（52）。

4.如权利要求1所述的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，其特征在于，所述第一低变炉（1）上设有第一放空管（15），第一放空管（15）上分别设有第一放空阀（151）。

5.如权利要求4所述的氨制备工艺中便于持续性生产的二低变炉，其特征在于，所述第二低变炉（2）上设有第二放空管（25），第二放空管（25）上分别设有第二放空阀（251）。

Images