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變換裝置全低變改造運行小結(jié)

文檔作者：韓云亭韓梅楊兵李乃杰文檔來源：山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年08月29日
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小氮肥　第４３卷　第１０期?。玻埃保的辏保霸隆?
變換裝置全低變改造運行小結(jié)
韓云亭　韓　梅　楊　兵　李乃杰
（山東晉煤明水化工集團(tuán)有限公司　濟(jì)南２５０２００）
０　前言
明泉化肥廠合成氨系統(tǒng)現(xiàn)有自２００７年投運
的２套０．８ＭＰａ中低低變換裝置，２０１４年改造前
催化劑熱點溫度已上升至５００℃，蒸汽消耗量大
幅增加，系統(tǒng)壓差在０．１０～０．１１ＭＰａ。為此，
２０１４年９月采用華爍科技股份有限公司全低變
工藝技術(shù)進(jìn)行改造。改造后，２０１４年１１月變換
催化劑硫化升溫結(jié)束，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，增強(qiáng)了變換
系統(tǒng)出口氣體中ＣＯ含量調(diào)節(jié)靈活性，降低了蒸
汽消耗量，并實現(xiàn)了擴(kuò)能。
１　改造后工藝流程
自壓縮機(jī)二段的半水煤氣經(jīng)焦炭過濾器油水
分離后先從底部進(jìn)入飽和塔，與塔頂部來的熱水
逆流接觸，以提高半水煤氣的溫度，并飽和一定蒸
汽、洗去灰塵和油污；從飽和塔頂部出來約１０５℃
的半水煤氣進(jìn)入氣水分離器，與添加的蒸汽混合，
經(jīng)補(bǔ)充一定量蒸汽后，由氣水分離器頂部出來進(jìn)
入第１熱交換器管內(nèi)，與管間來自第２低變爐二
段出口和中溫水解爐出口混合后的變換氣進(jìn)行換
熱；然后進(jìn)第２熱交換器管內(nèi)，與管間來自第１
低變爐出口變換氣換熱至約２５０℃；再進(jìn)預(yù)變
段（第１低變爐一段）除氧脫毒（溫度約２８０℃）
并經(jīng)水冷激降溫至２３０～２４０℃；進(jìn)入變換一
段（第１低變爐二段）后，氣體（溫度３７０℃，ＣＯ
體積分?jǐn)?shù)約１６％）經(jīng)水冷激降溫至２３０～２４０℃；
進(jìn)變換二段（第１低變爐三段）后，氣體（溫度
３００℃，ＣＯ體積分?jǐn)?shù)７％）再進(jìn)第２熱交換器管
間（約２１０℃）；進(jìn)入變換三段（第２低變爐一段）
后，氣體（溫度２４０℃，ＣＯ體積分?jǐn)?shù)４％）經(jīng)段間
換熱器降溫至１８０～１９０℃。變換氣由段間換熱
器出來后分成２路：一路進(jìn)變換四段（第２低變爐
二段）進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后氣體溫度２００℃，ＣＯ體
積分?jǐn)?shù)為２％；另一路進(jìn)入中溫水解爐，由中溫水
解爐下部出來的變換氣與出第２低變爐二段的變
換氣匯合后進(jìn)第１熱交換器管間，再進(jìn)水加熱器
管間降溫至約９５℃，以回收熱量并降低自身溫度
后進(jìn)入熱水塔，進(jìn)一步回收熱量并提高循環(huán)水溫
度，變換氣從熱水塔上部出來后進(jìn)入冷卻塔管間，
經(jīng)管內(nèi)循環(huán)冷卻水降溫，變換氣溫度被冷卻至
４０℃，并經(jīng)分離器分離水后送往變脫工段。
中溫水解爐作用是調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)出口氣體中
ＣＯ含量和氨醇產(chǎn)量，并將變換氣中較難除掉的
有機(jī)硫在水解劑的作用下轉(zhuǎn)變成較容易脫除的
Ｈ２Ｓ氣體。
改造后全低變工藝流程見圖１。
２　主要設(shè)備
主要設(shè)備（單套系統(tǒng)）參數(shù)見表１。
３　變換裝置改造后運行效果
全低變工藝裝置投運后，系統(tǒng)阻力、蒸汽消耗
等工藝指標(biāo)均優(yōu)于中低低工藝，運行更經(jīng)濟(jì)，達(dá)到
了增產(chǎn)、運行穩(wěn)定、節(jié)能降耗的效果。改造前、后
變換裝置運行數(shù)據(jù)見表２。改造后變換系統(tǒng)技術(shù)
指標(biāo)見表３。
４　改造后經(jīng)濟(jì)效益
按噸蒸汽成本１４０元、２套合成氨系統(tǒng)氨醇
總產(chǎn)量４００ｋｔ／ａ計，年節(jié)約蒸汽費用１００８萬元；
按年增產(chǎn)１００ｋｔ氨醇、噸氨醇利潤４００元計，年增
加效益為４０００萬元；不包括由于變換系統(tǒng)阻力
降低而節(jié)約的壓縮機(jī)電耗成本，每年增加效益達(dá)
５００８萬元。項目（２套變換系統(tǒng)）實際投資為
７９０萬元，包括設(shè)備制作、土建、配管安裝、材料、
催化劑等費用。改造運行后，僅節(jié)約蒸汽的費用
當(dāng)年即可收回投資。
１３
　小氮肥　第４３卷　第１０期?。玻埃保的辏保霸隆?
圖１　改造后全低變工藝流程
表１　主要設(shè)備參數(shù)
　　項目參數(shù)備注
飽和熱水塔ＤＮ３４００ｍｍ，１臺利舊
第１熱交水加熱器ＤＮ２０００ｍｍ，１臺利舊
第２熱交換器ＤＮ２２００ｍｍ，１臺利舊
第１低變爐 ＤＮ５４００ｍｍ，１臺利舊
第２低變爐ＤＮ５２００ｍｍ，１臺
　　利舊，作為變
　換三段和四段
段間換熱器ＤＮ１８００ｍｍ，１臺利舊
冷凝塔ＤＮ１８００ｍｍ，１臺利舊
電爐ＤＮ１５００ｍｍ，１臺利舊
分離器ＤＮ３０００ｍｍ，１臺利舊
熱水泵ＩＳＲ１５０１２５４００，２臺利舊
多級泵ＤＣ１２５０×３，２臺利舊
焦炭過濾器ＤＮ４２００ｍｍ，１臺利舊
煤氣冷卻器ＤＮ１３００ｍｍ，１臺新增
汽水分離器ＤＮ３２００ｍｍ，１臺新增
中溫水解爐ＤＮ３８００ｍｍ，１臺新增
：上段裝保護(hù)劑和抗毒劑，作為預(yù)變段；中、下段分別作為變換
一段和二段；保留段間噴水。
表２　改造前、后變換裝置運行數(shù)據(jù)
　　　項目改造前改造后
系統(tǒng)進(jìn)口煤氣流量／（ｍ３·ｈ－１） ６００００ ７８０００
噸氨醇蒸汽消耗／ｋｇ ３００ １２０
系統(tǒng)壓差／ＭＰａ ０．１０～０．１１ ０．０６～０．０７
系統(tǒng)出口ＣＯ體積分?jǐn)?shù)／％ ４．０～５．０ １．５～２．０
５　存在不足
（１）為了防止低變催化劑出現(xiàn)反硫化問題，
表３　改造后變換系統(tǒng)運行技術(shù)指標(biāo)
　　　　項目指標(biāo)
變換氣ＣＯ體積分?jǐn)?shù)／％ １．０～４．０
變換系統(tǒng)阻力／ＭＰａ ≤０．０８
系統(tǒng)進(jìn)口壓力／ＭＰａ ≤０．８５
蒸汽壓力與變換系統(tǒng)壓力差／ＭＰａ ≥０．１５
第１低變爐入口氣體溫度／℃
一段≤２６０
二段≤２５０
三段≤２５０
第２低變爐入口氣體溫度／℃ 一段≤２５０
二段≤２２０
熱水塔出口變換氣溫度／℃ ≤７０
中溫水解爐入口氣體溫度／℃ ≤１７０
第１低變爐一段催化劑熱點溫度／℃ ２６０～２８０
第１低變爐二段催化劑催化劑熱點溫度／℃ ３６０～３８０
第１低變爐三段催化劑熱點溫度／℃ ３２０～３４０
第２低變爐一段催化劑熱點溫度℃ ２３５～２５５
第２低變爐二段催化劑熱點溫度／℃ ２１０～２３０
需要保持進(jìn)變換系統(tǒng)的半水煤氣中含有較高濃度
Ｈ２Ｓ，導(dǎo)致變換系統(tǒng)出口變換氣中Ｈ２Ｓ含量相應(yīng)
提高，造成變脫系統(tǒng)脫除Ｈ２Ｓ負(fù)荷加重。
（２）有１臺第１低變爐的鍋底排污冷凝水
多，可能是爐內(nèi)段間噴水室的噴頭安裝不正，水直
接噴到塔壁上所致，造成霧化不良，需要借停車機(jī)
會檢查處理。
（收到修改稿日期?。玻埃保氮玻埃藩玻埃福?
１４

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