安徽晋煤中能化工股份有限公司2#合成氨装置是以白煤为原料。原变换系统采用中低低工艺,运行中存在如下问题:系统压差高达0.1 MPa;蒸汽消耗量大,吨氨平均耗汽210 kg左右;中变催化剂使用温度过高(490 ℃),且寿命短、易粉化;中变炉出口温度高,影响热交使用寿命,多次出现列管泄漏的问题,致使系统出口CO含量高而减负荷。
改造措施
1.将原来的中变炉淘汰,新增加1台Φ5200 mm低变炉(为第一变换炉),取代原来的中变炉。低变炉上段从上至下依次装填10 m3保护剂、8 m3抗毒剂、50 m3耐硫低变催化剂YY-99;下段装填50 m3耐硫低变催化剂YY-99。
2.新增的低变炉一段与二段之间增加1台增湿器。
3.考虑到进一步降低原低变炉的出口温度,将原来的段间水加换热器与一水加换热器并联使用,原低变炉一段、二段直接用Φ600 mm相连。
技改后工艺流程:来自压缩二段的半水煤气经过油分离器和变换冷却器分离后,由饱和塔底部进入饱和塔,与热水逆向接触,增温、增湿后由塔顶出来,再添加适量蒸汽,以达到工艺指标所规定的气汽比;经汽水分离器分离水后,进入主热交换器(管内),与变换气换热至反应所需温度,再通过电加热炉进入1#低变炉一段进行变换反应,其中部分半水煤气不经热交换器和中间换热器,而是直接进入1#低变炉调节催化剂温度;半水煤气经一段反应后从下部进入增湿器填料层,经喷淋软水增湿降温后入二段催化剂层;二段出来的部分变换气进入主热交换器(管间),与半水煤气换热降温后进入2#低变炉催化剂层进行变换反应;2#低变炉出来的变换气经过一水加热器和段间水加热器(管间)降温后(同时提高循环热水温度)进入热水塔,降低变换气的温度,提高循环热水的温度;出热水塔的变换气进入二水加(管内)、冷却器和水分离器,冷却至工艺要求后直接去变脱岗位。
电加热炉是变换开车升温还原时加热气体而设置的,正常生产时则切断电源不用。正常生产时,变换所用蒸汽来源于蒸汽管网。
改造效果
1.技改后主要工艺指标达到技改目标:处理气量85000 m3/h,出口CO含量4.0%,系统压差0.046 MPa,吨氨耗蒸汽150 kg左右。
2.改造效益明显:改造后吨氨节电约12 kW·h,按年产量18万t、电价0.45元/ kW·h计算,年可节约电费97.2万元;吨氨节省蒸汽60 kg,按年产量按18万t、蒸汽100元/t计算,年产生效益108万元。而改造中新增低变炉、增湿器及土建、安装和催化剂费用共392.9万元,不到2年即可收回改造投资。