（山西丰喜华瑞煤化工有限公司，山西 新绛043100）
［中图分类号］ TQ 546.4［文献标识码］B［文章编号］1004-9932（2013）
山西丰喜华瑞煤化工有限公司已建成投产的一期“18·30”项目总投资7.66亿元，于2006年2月破土动工，9月设备安装，2007年元月单体试车，4月14日一次开车成功。该项目主要是利用新绛县煤化工业园区焦化企业排放的焦炉煤气为原料生产180 kt/a合成氨、300 kt/a尿素。其原料气的制备处理采用了富氧甲烷转化、中串低变换、甲烷化原料气精制等工艺技术。该项目核心工段为焦炉气转化工段，采用加压催化部分氧化甲烷转化工艺，现将此工艺及运行情况作一介绍。
1 工艺流程
由4M20压缩机来的焦炉煤气（压力≤2.3 MPa，温度≤40 ℃）经油水分离器、滤油器分离掉油水杂质后，进入焦炉气初预热器管间与转化气换热，温度升至约300 ℃去干法脱硫。脱硫后的焦炉煤气与蒸汽总管来的2.4 MPa、223 ℃饱和蒸汽混合［控制蒸汽/焦炉气=0.9～1.1，蒸汽/CH4=2.69，蒸汽/(CH4+CO)=2.27］，混合气进入蒸焦预热器管间与管内的转化气换热，温度升至≤500 ℃，再进入蒸焦预热炉预热至（650±10）℃，进入转化炉，与富氧预热炉来的富氧空气在转化炉头混合，在炉头发生燃烧反应，形成1 100 ℃以上的高温气体进入催化剂层，在镍催化剂的作用下进行甲烷转化反应。从转化炉出来的气体［温度≤960 ℃，气体中的CH4含量≤0.8%（湿基）］进入废热锅炉与脱氧软水换热后，温度降至≤600 ℃，进入蒸焦预热器管内与焦炉煤气蒸汽换热，温度降至≤410 ℃，再进入初预热器管内与管外的焦炉煤气换热，温度降至≤350 ℃，进入中变炉。
2 主要设备
2.1 主要设备参数
转化装置的主要设备参数见表1。
2.2 关键设备运行情况
转化装置运行的工艺条件是高温（1 100 ℃以上）、高压（2.0 MPa）且温差变化较大，因此关键设备的运行尤为重要。
（1）转化炉烧嘴
转化炉烧嘴的应用改变了传统的钢玉分布器。该装置的转化炉烧嘴是航天科技第十一研究所开发制造的带冷却及蒸汽保护的烧嘴，为多层套管结构，中心管道为富氧空气、蒸汽管道，夹套有保护蒸汽通道，外管为复层结构，有冷却水通道，外部设计了焦炉气分布器。与传统的钢玉分布器相比，转化炉烧嘴具有以下特点：
① 富氧空气与工艺气混合均匀，火焰长度合理，进入催化剂床层前氧气燃尽；
② 有蒸汽保护夹套，加压冷却水系统采用强制冷却，有效延长了烧嘴的使用寿命；
③ 整体结构，可使火焰在炉膛中间，避免了火焰直接接触到侧面耐火材料；
④ 使用寿命长（一般不回火情况下可用5 a以上），而传统的钢玉分布器2 a就须更换。
但此烧嘴最怕回火（高温气体倒回）和冷却水中断。2011年7月，由于富氧压缩机故障跳车导致富氧管线压力突降，转化炉内高温气倒回，被迫停车。在随后大修时拆检发现，烧嘴夹套上部有鼓包，于是更换了一新烧嘴，且在富氧管线上烧嘴保护蒸汽通入前加一止回阀，以防止富氧空气泄压后高温气倒回。另外对冷却水泵采用不间断电源，以防止系统断电后冷却水中断，保护烧嘴，延长其使用寿命。
（2）转化气出口余热回收锅炉
该设备通过回收利用转化炉出口900 ℃的高温气体的热能，调节转化气温度满足后工序生产需求，并产生2.5 MPa蒸汽供生产使用。从2007年投产以来，相继更换了3台废热锅炉。
第1台锅炉由于前期负荷较小，一直处于低负荷运行，2009年因泄漏导致出口温度过低，无法满足生产需求，对其进行更换。对更换下来的锅炉拆检发现炉管腐蚀较严重，在炉管表面有许多小鼓泡脱落后形成的大面积凹坑，严重的地方有爆管迹象。分析原因，主要是除氧器温度控制偏低，锅炉给水中溶解氧含量过高（经常超标高达90 μg/m3以上），形成氧腐蚀。
第2台锅炉运行几个月后发现出口温度下降，利用停车检修机会对其进行检查，发现锅炉炉管与管板连接处有二三十处漏点，大部分为管头焊接处漏点，处理后又运行了半年，锅炉出口温度突降，被迫更换。
第3台锅炉2010年12月投运，2012年3月大修时发现管板与管子连接处有多处漏点。分析原因，主要有以下2点。