合成氨一段爐投料優化

朱致欣

（四川大學化學工程學院，四川成都 610065）

合成氨一段爐投料優化

朱致欣

（四川大學化學工程學院，四川成都 610065）

對投料過程的影響因素和操作中存在的問題進行分析，提出一段爐投料優化的方法，以達到較好的經濟效益。

一段爐；投料；優化

天華公司合成氨裝置一段爐采用的是布朗工藝的側燒爐，是合成氨裝置的關鍵設備之一。一段爐的投料是開車過程中的一個重要操作，其操作因為可變參數多而變得復雜繁瑣，實際生產中其操作過程常常存在一些問題，甚至出現過多次超溫事故。現就一段爐投料過程進行分析探討，尋找一個較為優化的投料方法。

1 一段爐流程簡介

經過V5脫硫后的天然氣與由FC-101控制的中壓蒸汽混合，使水碳比FFY-101控制在2.7。混合氣在高溫變化爐R-2出口氣換熱器E-10中換熱，被加熱到415℃后，在一段爐對流段的混合原料氣盤管中進一步加熱至545℃后，壓力PI-6為3.31MPa，經上集氣管和上豬尾管分配進入豎琴排列的一段爐催化劑列管。一段轉化氣經下集氣管出來的溫度TI-111為695℃，其床層壓差PDI-492為250kPa，殘余甲烷AI-105為29.36%（干基）。一段轉化氣經輸氣總管送入二段爐R-1頂部。燃料氣由PC-170控制送到燃燒器燃燒。

2 一段爐轉化基本原理

工藝蒸汽和天然氣在鎳催化劑作用下發生反應，生成氫氣和碳氧化合物。

主反應如下：

甲烷蒸汽轉化反應（1）是強吸熱體積增大過程，變換反應（2）是中等放熱反應，總過程變現為強吸熱體積增大過程，其熱量是由轉化管外天然氣和廢氣燃燒提供的。……