[發明專利]一種合成氨等溫變換裝置及方法

在審

• 申請號: 201811516321.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109534288A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 劉云行;程曉軍
• 申請（專利權）人: 安徽金禾實業股份有限公司
• 主分類號: C01B3/02
• 分類號: C01B3/02
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 楊晉弘

本發明涉及一種合成氨等溫變換裝置及方法，其特征在于包括以下步驟：1）半水煤氣壓縮后送入煤氣冷卻器冷凝至40℃?45℃后進入除油器，隨后進入氣水分離器，并通入蒸汽，分離后的氣體進入大熱交換熱至235℃?245℃，隨后氣體進入一級變換爐變換，控制爐溫240~260℃、壓力0.85~0.90Mpa，調整出口CO 4.5~6.0%；2）一級變換后的氣體進入二級變換爐，控制爐溫280?290℃、壓力0.80~0.85Mpa，調整出口CO1.0~1.5%，并通入鍋爐熱軟水；3）二級變換出口氣進去大熱交，換熱后進入冷卻器冷卻至35℃?40℃，隨后進入分離器氣液分離。本發明的優點：設備少、流程短；露點腐蝕少、運行安全穩定；系統阻力低、熱能損失少、運行周期長；操作方便、工程投資少。

技術領域

本發明屬化工生產技術領域，涉及一種合成氨生產領域，具體涉及一種合成氨等溫變換裝置及方法。

背景技術

許多化工產品生產過程，需要消耗大量的能源。如何充分利用能源，避免能源浪費，是廣大企業技術人員研究的課題，同時也是企業的責任。煤炭、石油、天然氣等都是不可再生能源，而太陽能、風能等可再生能源遠遠不能滿足目前的發展需要，所以在生產過程中就要極大的利用可回收能源，盡可能減少能量損耗，這也是各行各業發展的趨勢。

現有合成氨系統變換裝置流程及熱能回收是按照催化劑使用溫區、CO轉化率、各段平衡溫距（四段）作為主要依據設計的絕熱催化劑床層。但隨著CO摩爾分率提高、CO轉化率提高、催化劑使用溫區窄，在確保每段具有較大反應推動力時，勢必造成催化劑床層多，間接移熱設備多，工藝流程長，系統阻力大，熱能回收率低，低品位熱能多等弊端。目前，現有合成氨變換裝置長期使用（7年），其催化劑使用壽命已到末期，變換轉化率急劇下降，系統阻力大、蒸汽消耗高，運行成本日益增加，且現裝置部分設備已逐漸不能滿足日趨緊張的環保工作需求。

發明內容

本發明目的是為了解決現有合成氨變換工藝中催化劑使用壽命到末期，變換轉化率下降，系統阻力大、蒸汽消耗高，運行成本增加，部分設備不能滿足環保要求的問題，提供一種合成氨等溫變換裝置及方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種合成氨等溫變換裝置，包括現有如下設備：煤氣冷卻器與除油器相連；其特征在于：除油器依次與氣水分離器、大熱交相連，大熱交底部出口通過管道依次與冷卻器和分離器相連，大熱交頂部出口與一級變換爐底部入口相連，一級變換爐底部出口與二級變換爐底部入口相連，二級變換爐底部通過管道連至大熱交頂部入口，二級變換爐底部連接鍋爐熱軟水，二級變換爐頂部連接汽包，汽包出口與中壓蒸汽管網相連。

一種合成氨等溫變換方法，其特征在于包括以下步驟；

1）除塵和脫硫后的半水煤氣（9% CO₂、0.5% O₂、30% CO、39.5% H₂、18% N₂、3% CH₄），經壓縮機壓縮至0.85Mpa-0.9MPa送入煤氣冷卻器進行冷凝，冷凝至40℃-45℃后進入除油器，除去油水雜質（煤焦油）后進入氣水分離器，并向氣水分離器中通入蒸汽（飽和度130℃），經氣水分離器分離后的氣體（半水煤氣、蒸汽）通過底部進入大熱交（列管式換熱器）內進行換熱至235℃-245℃，換熱后的氣體從底部進入一級變換爐（催化劑為SB303Q鈷鉬耐硫變換催化劑）進行變換反應，控制一級變換爐溫度240~260℃、壓力0.85~0.90Mpa，通過控制爐溫調整出口CO 4.5~6.0%；

2）從一級變換爐出來后的氣體（H₂、N₂、CO₂、CO等）再進入二級變換爐（催化劑為SB303Q鈷鉬耐硫變換催化劑），通過控制二級變換副產中壓蒸汽量來調節二級變換爐溫度280-290℃、壓力0.80~0.85Mpa，通過控制爐溫調整出口CO1.0~1.5%，并向二級變換爐底部通入鍋爐熱軟水（90℃），吸收二級變換反應產生的高溫余熱；