饱和热水塔变换改无饱和热水塔变换工艺总结

（柳州化工股份有限公司，广西柳州545002）

［摘要］柳州化工股份有限公司有3套变换装置，其中的2套采用的是有饱和热水塔变换，虽然运行一直较稳定，消耗也较低，但装置设备腐蚀严重的问题未能有效解决。为此，决定将其改造为无饱和热水塔变换工艺。本文对改造的设计方案、工艺流程及主要设备进行了介绍，并对改造后的生产运行情况进行了总结。

［关键词］变换；有饱和热水塔工艺；无饱和热水塔工艺；设备腐蚀；改造

［中图分类号］TQ113.26⁺4 ［文献标识码］B ［文章编号］1004-9932（2013）04-0005-04

柳州化工股份有限公司净化分厂共有3套变换装置，3套变换装置总设计能力为400 kt/a合成氨，其中3^#变换系统是无饱和热水塔变换工艺，1^#、2^#变换系统是有饱和热水塔全低变工艺。1^#、2^#变换系统运行一直较为稳定，消耗也较低，吨氨蒸汽消耗基本控制在220~250 kg（变换气CO控制在3.0%左右），缺点是设备腐蚀比较严重，其中大热交、水加热器和半水煤气分离器平均3　a即要更换一次，增湿器7 a更换一次，饱和热水塔每年都要进行压检，设备检修频繁、检修费用高，且存在较大安全隐患，同时系统需间断加入氨和排放部分循环热水，环保压力较大。随着近年变换技术的不断改进，无饱和热水塔全低变工艺经过不断的改造、更新，其技术已趋完善和成熟，消耗也可与有饱和热水塔全低变工艺媲美，吨氨蒸汽消耗可控制在220~250 kg（变换气CO控制在3.0%左右），而且设备腐蚀较轻，没有热水排放，能减轻安全和环保压力，另外因取消了热水泵，操作控制更为简便，并可降低装置的电耗。因为公司已有无饱和热水塔工艺（3^#变换系统）的运行、使用经验，故决定对1^#变换系统进行改造，将其改造为无饱和热水塔工艺。

1 工艺设计

装置进口半水煤气以富氧气化工艺制备的煤气为主，工艺指标如下：

半水煤气量 55 000 m³/h

气体压力（正常） 2.0 MPa

进口煤气温度 ≤40 ℃

气体成分（摩尔分数， %）H₂　41.6，CO　26.6，CO₂　15.6，N₂　14.8，（CH₄+Ar）1.0，O₂　0.4

界外来脱盐除氧水温度85 ℃，总管压力5.0 MPa，进系统压力2.5~3.0 MPa；蒸汽温度280~320 ℃，压力2.2~2.4 MPa。

改造后变换气出口CO 3.0%，系统阻力≤0.10 MPa，吨氨蒸汽消耗量≤250 kg。

2 改造内容

改造前工艺流程如图1。在讨论工艺方案时，设计方提供了几套方案，考虑到1^#变换系统是在生产运行中进行改造（需尽量减少停车时间），且要利用现有设备，并尽量少改动现有管道，为此根据工艺要求，设计方对换热设备逐一进行了核算。认为可用的换热设备有主热交，1^#、2^#变换气冷却器；另需增加的换热设备有半水煤气预热器和冷激水加热器；焦炭过滤器、变换炉、电炉可继续使用；增加1台φ3 200 mm×9 000 mm 的低变炉作为第二变换炉（原变换炉的催化剂不动），新增的第二变换炉装填2 m³抗毒剂＋26 m³ B303Q催化剂；由于改为无饱和热水塔，进系统煤气需加强除油，根据厂内条件，现有2台焦炭过滤器用途不变，新增1台除油器（该除油器由闲置的旧精脱硫罐改造而来，内装10 m3高效除油剂）；为保证喷水压力的稳定，增加1台除氧水储槽。