變換裝置全低變改造運行小結(jié)

韓云亭 韓梅 楊兵 李乃杰

(山東晉煤明水化工集團有限公司濟南250200)

變換裝置全低變改造運行小結(jié)

韓云亭 韓梅 楊兵 李乃杰

(山東晉煤明水化工集團有限公司濟南250200)

0 前言

明泉化肥廠合成氨系統(tǒng)現(xiàn)有自2007年投運的2套0.8MPa中低低變換裝置，2014年改造前催化劑熱點溫度已上升至500℃，蒸汽消耗量大幅增加，系統(tǒng)壓差在0.10～0.11MPa。為此，2014年9月采用華爍科技股份有限公司全低變工藝技術進行改造。改造后，2014年11月變換催化劑硫化升溫結(jié)束，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，增強了變換系統(tǒng)出口氣體中CO含量調(diào)節(jié)靈活性，降低了蒸汽消耗量，并實現(xiàn)了擴能。

1 改造后工藝流程

自壓縮機二段的半水煤氣經(jīng)焦炭過濾器油水分離后先從底部進入飽和塔，與塔頂部來的熱水逆流接觸，以提高半水煤氣的溫度，并飽和一定蒸汽、洗去灰塵和油污;從飽和塔頂部出來約105℃的半水煤氣進入氣水分離器，與添加的蒸汽混合，經(jīng)補充一定量蒸汽后，由氣水分離器頂部出來進入第1熱交換器管內(nèi)，與管間來自第2低變爐二段出口和中溫水解爐出口混合后的變換氣進行換熱;然后進第2熱交換器管內(nèi)，與管間來自第1低變爐出口變換氣換熱至約250℃;再進預變段(第1低變爐一段)除氧脫毒(溫度約280℃)并經(jīng)水冷激降溫至230～240℃;進入變換一段(第1低變爐二段)后，氣體(溫度370℃，CO體積分數(shù)約16%)經(jīng)水冷激降溫至230～240℃;進變換二段(第1低變爐三段)后，氣體(溫度300℃，CO體積分數(shù)7%)再進第2熱交換器管間(約210℃);進入變換三段(第2低變爐一段)后，氣體(溫度240℃，CO體積分數(shù)4%)經(jīng)段間換熱器降溫至180～190℃。變換氣由段間換熱器出來后分成2路:一路進變換四段(第2低變爐二段)進行反應，反應后氣體溫度200℃，CO體積分數(shù)為2%;另一路進入中溫水解爐，由中溫水解爐下部出來的變換氣與出第2低變爐二段的變換氣匯合后進第1熱交換器管間，再進水加熱器管間降溫至約95℃，以回收熱量并降低自身溫度后進入熱水塔，進一步回收熱量并提高循環(huán)水溫度，變換氣從熱水塔上部出來后進入冷卻塔管間，經(jīng)管內(nèi)循環(huán)冷卻水降溫，變換氣溫度被冷卻至40℃，并經(jīng)分離器分離水后送往變脫工段。

中溫水解爐作用是調(diào)節(jié)變換系統(tǒng)出口氣體中CO含量和氨醇產(chǎn)量，并將變換氣中較難除掉的有機硫在水解劑的作用下轉(zhuǎn)變成較容易脫除的H2S氣體。

改造后全低變工藝流程見圖1。

2 主要設備

主要設備(單套系統(tǒng))參數(shù)見表1。

3 變換裝置改造后運行效果

全低變工藝裝置投運后，系統(tǒng)阻力、蒸汽消耗等工藝指標均優(yōu)于中低低工藝，運行更經(jīng)濟，達到了增產(chǎn)、運行穩(wěn)定、節(jié)能降耗的效果。改造前、后變換裝置運行數(shù)據(jù)見表2。改造后變換系統(tǒng)技術指標見表3。

4 改造后經(jīng)濟效益

按噸蒸汽成本140元、2套合成氨系統(tǒng)氨醇總產(chǎn)量400kt/a計，年節(jié)約蒸汽費用1008萬元;按年增產(chǎn)100kt氨醇、噸氨醇利潤400元計，年增加效益為4000萬元;不包括由于變換系統(tǒng)阻力降低而節(jié)約的壓縮機電耗成本，每年增加效益達5008萬元。項目(2套變換系統(tǒng))實際投資為790萬元，包括設備制作、土建、配管安裝、材料、催化劑等費用。改造運行后，僅節(jié)約蒸汽的費用當年即可收回投資。

圖1 改造后全低變工藝流程

表1 主要設備參數(shù)

表2 改造前、后變換裝置運行數(shù)據(jù)

5 存在不足

(1)為了防止低變催化劑出現(xiàn)反硫化問題，需要保持進變換系統(tǒng)的半水煤氣中含有較高濃度H2S，導致變換系統(tǒng)出口變換氣中H2S含量相應提高，造成變脫系統(tǒng)脫除H2S負荷加重。

表3 改造后變換系統(tǒng)運行技術指標

(2)有1臺第1低變爐的鍋底排污冷凝水多，可能是爐內(nèi)段間噴水室的噴頭安裝不正，水直接噴到塔壁上所致，造成霧化不良，需要借停車機會檢查處理。

2015－07－08)