150 kt/a氨厂无饱和热水塔变换设计与运行总结

（柳州化工股份有限公司，广西 柳州545002）

［摘  要］介绍了广西柳州化工股份有限公司150 kt/a合成氨装置无饱和热水塔变换系统的设计、工艺流程及主要设备，对系统生产运行情况进行了总结，找出了尚存在的问题。

［关键词］合成氨；变换；无饱和热水塔工艺

［中图分类号］ TQ 113.26⁺4［文献标识码］B［文章编号］1004-9932（2012）03-0018-03

我公司一氨厂造气分厂于2009年12月对部分气化炉进行了改造，把原间歇气化工艺改为富氧连续气化工艺，使产气量大大提高，具备了扩大产能的条件；2010年初，净化分厂、合成分厂也陆续进行了相应的工艺改造。笔者所在的净化分厂原有2套2.0 MPa饱和热水塔全低变工艺装置，是按年产合成氨250 kt设计的，为了将合成氨产能提高到400 kt/a，决定增加1套变换装置。经多次论证后，最后采用了湖北双雄公司设计的无饱和热水塔全低变工艺方案，并采用了其提供的工艺软件包，所使用的低变催化剂选用该公司生产的SB303Q耐硫变换催化剂。该套变换装置的设计与运行情况如下。

1 工艺设计目标

(1) 系统装置进口半水煤气以富氧气化工艺为主，其成分为：CO 28.1%，H₂ 36.0%，CO₂ 18.0%，N₂ 16.0%，O₂ 0.4%，CH₄+Ar 1.5%，总硫≤500 mg/m³。

(2) 处理半水煤气量为68 000 m³/h，系统负荷弹性15%~110%。

(3) 系统进口压力≤2.20 MPa，系统阻力≤0.07 MPa。

(4) 公用工程中，中压蒸汽温度为220~320 ℃，除氧水进系统温度为85 ℃，经换热升温后提至210~220 ℃。

(5) 变换气中CO≤3.4%（体积分数），吨氨消耗中压蒸汽165~180 kg。

2 工艺方案选择

在讨论工艺方案时，设计方提供了多套方案，主要的区别在于变换炉的段数设计上，是选择三段炉还是选择四段炉？三段炉的优点是系统设备少、设备制做成本低、催化剂填装量少、流程及操作简单，缺点是反应平衡温度高、系统蒸汽消耗偏高、有机硫转化率低；而四段炉的优缺点刚好与三段炉相反。

我公司净化分厂在用的变换装置都是三段炉，在工艺操作方面三段炉操作起来轻车熟路，所以在综合考虑各方面的因素后，最终选择了三段变换炉工艺方案。具体流程如图1。三段变换炉催化剂装填分别为：一段12.2 m³抗毒剂（SB303QK）+14.2 m³催化剂，二段2 m³抗毒剂（SB303QK）+21.4 m³催化剂，三段为32.6 m³催化剂。

3 主要设备及参数（见表1）