(1. 河北东光化工有限公司,河北 东光061600;2.石家庄正元塔器设备有限公司,河北 石家庄052165)
[中图分类号] TQ 113.26+4.2[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2012)
河北东光化工有限公司老厂区原80 kt/a合成氨装置配套的变换装置采用“中低低”变换工艺,操作压力0.8 MPa,由石家庄正元公司设计,1998年投入运行,节汽效果显著,在催化剂连续使用6 a后,吨氨蒸汽消耗依然在250 kg左右,目前已安全运行了13 a。2007年6月,河北东光化工有限公司在新厂区筹建“18·30”工程,对于变换工艺的选择,在考察了多家“全低变”和“中低低”变换装置的运行情况后,确定仍然采用“中低低”变换工艺(操作压力为2.1 MPa),由石家庄正元公司提供专利技术。变换装置设计为2套系统,单套系统配套120 kt/a合成氨。经过1 a多的建设,装置于2009年7月一次开车成功,目前已运行近2 a,装置完全达产达效。现将该2.1 MPa中低低变换装置的情况总结如下。
1 主要设计数据
全年生产时间8 000 h;
生产能力 配套240 kt/a合成氨(单系统配套120 kt/a合成氨);
系统进口压力 ≤2.1 MPa;
系统压差 ≤0.08 MPa;
中变炉进口温度 310~340 ℃;
中变炉热点温度 450~470 ℃;
低变一段进口温度 190~210 ℃;
低变一段热点温度 240~250 ℃;
低变二段进口温度 180~190 ℃;
低变二段热点温度 200~220 ℃;
半水煤气组分 CO 28%~30%,O2<0.5%,H2S ≤70 mg/m3;
中变出口气CO体积分数 8%~12%;
低变出口气CO体积分数 0.8%~1.5%。
2 工艺流程
2.1 气相流程
来自压缩三段压力为2.1 MPa、温度为40 ℃的半水煤气经焦炭过滤器并分离掉油水后进入饱和塔底部,由下而上依次通过饱和塔内15层垂直筛板,与塔顶喷淋下来的160 ℃左右的热水进行传质传热,增温增湿(温度升到138~142 ℃),在饱和塔出口管道上向增温增湿后的半水煤气添加蒸汽,汽气比控制在0.35~0.45。气汽混合气首先进入预腐蚀器下部的分离段分离掉夹带的水滴,然后进入预腐蚀器上部换热段及热交换器与一段中变出来的变换气换热,温度升至300~330 ℃,进入变换炉一段中变段反应。出中变一段的变换气依次进入热交换器、预腐蚀器及第一调温水加热器换热,温度降至200 ℃后进入变换炉低变一段进行反应。出低变一段的变换气(温度260 ℃)进入第二调温水加热器换热,温度降至190 ℃后进入变换炉低变二段继续反应。出低变二段的变换气(温度220 ℃)进入第一水加热器回收热量,温度降至125 ℃后进入热水塔回收热量和未反应的蒸汽,温度降至50~70 ℃,再经变换气冷却器管程与壳程的循环水换热后温度降到40 ℃,经变换气水分离器后去变换气脱硫。
2.2 循环热水流程