（昊华鸿鹤化工有限责任公司，四川 自贡643000）
［摘 要］合成氨厂分2期对2套合成氨装置进行配套扩能改造，以新老系统转化工序实施“并联换热式转化”工艺为重点，在不改变原外加热式箱式一段炉转化工艺的前提下，采用并联换热式转化工艺，使转化工序的生产能力达到160 kt/a，为合成氨生产装置能力由96.5 kt/a扩能改造到160 kt/a奠定了坚实基础，并为联碱厂由285 kt/a扩能改造到450 kt/a提供了强有力的支撑。
［关键词］合成氨；换热式转化炉；扩能改造
［中图分类号］TQ 113.28 ［文献标识码］B ［文章编号］1004-9932(2013)
我公司合成氨厂始建于1973年，液氨生产能力为46.5 kt/a（老合成氨系统）。为配合285 kt/a联碱扩建工程，1989年又投建了液氨生产能力为50 kt/a的新合成氨系统，这样全公司的总液氨生产能力就增加到了96.5 kt/a。为满足联碱450 kt/a能力的需要，自2002年开始合成氨厂分2期挖潜改造，将合成氨生产装置的总产能扩大到160 kt/a（其中新系统90 kt/a，老系统70 kt/a）。新、老系统均以转化工序实施“并联换热式转化”工艺为主线的扩能改造，并配套实施其他工序的挖潜改造。随着新增无动力氨回收装置的成功投运，合成氨装置扩能改造项目全部完成，160 kt/a生产能力初步形成，取得了产能大幅提升、消耗大幅下降的双重功效。
1 扩能改造前情况
合成氨厂2套生产装置都以天然气为主要生产原料，采用加压蒸汽转化法制气，中低温CO变换，热钾碱液脱碳，甲烷化法除微量CO和CO2，32 MPa中压合成氨工艺。其主要工艺流程如下。
由公司配气站来的天然气首先经稀氨水脱硫，再由联合压缩机加压到2.5 MPa，经铁锰脱硫剂除去有机硫和无机硫，使原料天然气中的总硫质量浓度＜0.5 mg/m3，进入箱式一段转化炉进行天然气蒸汽转化反应。出一段炉反应气进入二段炉，在二段炉配入适量的空气，制得（H2+CO）/N2≈3、CH4含量≤0.6%的粗原料气。二段转化气经过废热锅炉回收热量后，进入中低温变换炉进行CO变换反应，使原料气中的CO含量降至0.5%以下，然后送入脱碳系统除去CO2。脱碳工序副产的CO2送联碱厂作原料，脱碳后的原料气送甲烷化炉，除去残余的CO和CO2，获得H2/N2≈3、（CH4+Ar）含量≤1.3%、（CO+CO2）含量≤10×10-6的合成原料气，经氢氮气压缩机加压至32 MPa送入合成塔。出合成系统的液氨经氨库计量，部分液氨再返回到氨蒸发器，得到的气氨送联碱厂使用。
合成氨装置的工艺消耗高，尤其是天然气，吨氨天然气消耗在1 050 m3左右，电力消耗为875 kW·h，装置运行的稳定性不高。
2 扩能改造的目的
对合成氨装置进行扩能改造，主要是以转化工序实施“并联式换热转化”工艺为主线，配套对其他工序挖潜改造，以达到提高整个合成氨装置生产能力和降低吨氨生产工艺消耗的目的，并使生产装置运行更加安全、可靠，为联碱产能达到500 kt/a提供强有力的支撑。
3 扩能改造内容
3.1 合成氨新系统改造项目
（1）新增换热式转化炉新增的换热式转化炉与原箱式一段转化炉并联使用，组成“并联式换热转化”节能新工艺。换热式转化炉采用成都通用工程技术开发公司的列管-浮头型换热式一段炉：催化剂装填量3.2 m3，炉管55根，生产负荷为新转化总工艺负荷的40%～45%。