安徽晋煤中能化工股份有限公司（以下简称晋煤中能公司）二期200 kt/a合成氨装置2009年开工建设，2011年12月开始系统联动试车，
根据甲醇和合成氨生产工艺中对变换深度要求的不同，晋煤中能公司二期合成氨装置变换系统采用QDB系列催化剂高水汽比耐硫深度变换工艺，将含CO体积分数高达64%（干基）的粗煤气依次通过4台变换炉深度变换，通过调节催化剂装填量和合理分配变换炉上、下段气量控制变换炉炉温，使变换气中CO体积分数降至0.8%（干基）以下，满足了700 t/d合成氨装置的工艺要求。流程中设有多台换热器和废热锅炉对热量进行回收利用。
1.存在的问题
（1）变换系统阻力逐渐增大
粗煤气中夹带的大量粉尘进入变换系统后，粉尘沉积于设备管道及变换炉中，变换岗位的系统阻力逐渐增大，2013年最高时达540 kPa。其中，变换系统进口处1台气液分离器（S2001）阻力最高时达到40 kPa，在一次停车检修期间检查S2001丝网，发现丝网已严重堵塞，运行中排液阀更是经常堵塞需维修工清理，否则粗煤气带水时排液阀无法排水，从而发生变换炉带水事故。
（2）气化装置灰水系统易结垢
经排查，灰水系统易结垢的原因之一是变换岗位气液分离器S2002和S2003分离的冷凝液中NH3-N含量高，冷凝液电导率达5000 mS/cm以上，冷凝液送到变换汽提塔将溶解在冷凝液中的NH3和CO2解吸出来后送往气化岗位除氧槽，由于气化岗位除氧槽设置在渣水处理框架，离地面约30 m高，这条输水管线送往气化需要经过管廊几个拐角，有近200 m远，输送管线长、阻力大，变换汽提塔压力需要控制在0.6 MPa才能将冷凝液送往气化装置除氧槽，由于汽提塔压力控制高，溶解在冷凝液中的NH3和CO2在汽提塔中不易解吸出来或解吸不完全，造成冷凝液碱度偏高，送往气化除氧槽后引起了气化装置灰水系统结垢速率加快，从而影响了气化装置的稳定运行。
2.整改措施
（1）变换系统阻力逐渐增大的整改措施
为稳定生产、保证变换系统的安全运行，针对变换系统阻力逐渐增大的问题，在2013年11月检修期间对阻力大的脱毒槽R2005、1# 喷水净化器S2005、2# 喷水净化器S2006、3#变换炉R2003进行如下技改。
①将1#变换炉前脱毒槽R2005内吸附剂进行更换，整改后阻力由70 kPa降为20 kPa。
②扒除喷水净化器S2005、S2006内瓷球，改装填不锈钢鲍尔环填料，整改后阻力由40 kPa降到10 kPa以下。
③喷水净化器内瓷球粉化，粉末带进3#变换炉R2003，造成R2003阻力上升到120 kPa。为此，停车期间扒出3#变换炉催化剂，过筛除尘重装，清理积灰，将催化剂原来的支撑梁改用格栅篦子板支撑，并扩大集气盒孔眼。整改后，阻力由停车前的150 kPa降为20 kPa；
④针对变换系统进口气液分离器S2001易积灰、丝网堵塞、阻力大的问题，另配置一股高压水（管道DN 25 mm，水温240 ℃，流量1.0 m3/h）对S2001进行喷淋，这路水一方面起到了清洗粗煤气灰尘的作用，另一方面对粗煤气也起到增湿升温的作用，提高了入变换炉气体的汽气比，节约了变换外加蒸汽量。整改后，运行至今，效果良好，S2001的阻力一直稳定在10 kPa左右。
（2）气化装置灰水系统易结垢的整改措施
在原有设备基础上，2014年6月变换系统新增1台汽提塔和1台冷凝液增压泵（在汽提塔底部），以将冷凝液中的NH3和CO2在低压（100 kPa）下解吸完全，使通过增压泵送往除氧槽的冷凝液水质合格。同时，为了确保增压泵稳定运行，将汽提塔内温度控制在100 ℃以下，管径扩大至DN 80， 避免产生汽蚀现象。
3.整改效果
整改前的2013年1—11月，变换系统阻力分别为410、432、438、450、470、482、494、510、540 kPa。整改后的2013年12月，变换系统阻力降至240 kPa。
整改前，变换冷凝液水质分析数据为pH 10.07、碱度246 mmol/L、硬度0.1 mmol/L、电导率5260 mS/cm；气化岗位灰水水质分析数据为pH 9.51、碱度25.0 mmol/L、硬度4.5 mmol/L。整改后，变换冷凝液水质分析数据为pH 5.95、碱度17.5 mmol/L、硬度0.1 mmol/L、电导率157 mS/cm；气化岗位灰水水质分析数据为pH 8.97、碱度15.0 mmol/L、硬度4.6 mmol/L。
4.改造效益
（1）变换系统整改后，系统阻力得到降低，低温甲醇洗系统进口压力由原来的2.6 MPa提高至2.8 MPa以上，提高了甲醇的吸收能力，吸收甲醇循环量由230 m3/h降至220 m3/h，由于吸收甲醇循环量的降低，减少了低温甲醇洗系统冷量的损失，降低了低温甲醇洗岗位吨氨甲醇消耗，同时也降低了低温甲醇洗系统各泵的动力消耗。
（2）由于变换系统阻力的降低，液氮洗系统出口合成气压力由原来的2.4 MPa提高至2.55 MPa，合成汽轮机的蒸汽消耗由原来的31 000 kg/h降至29 000 kg/h，按全年320 d有效生产时间、4.9 MPa蒸汽成本150元/t计，全年可节约蒸汽费用230.4万元，经济效益明显。
技改后运行至今，除了2015年7月对脱毒槽吸附剂重新进行了更换，以及变换催化剂使用寿命进入后期变换炉阻力有所增大外，系统阻力一直都稳定在320 kPa左右，改造达到了预期目的，为合成氨装置的长周期、稳定运行提供了保障。
（安徽晋煤中能化工 袁慧萍 孙建余）