2013年4月第36卷第2期
太氧熙
Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry
Apr.2013 Vol.36No.2
低水气比工艺在Shell煤气变换节能改造中的应用
李桂萍
（中国石化湖北化肥分公司，湖北枝江443200）
摘要：介绍合成氨原料路线“煤代油"改造工程中变换工艺流程，比较高、低水气比变换工艺的优缺点，高水气比变换工艺存在蒸汽消耗基大、催化剂床层超溢等问题，2011年实施了低水气比变换工艺改造。改造后，变换工艺装置运行稳定，节能降耗效果显著。
关键词：低水气比变换工艺Shell煤气化节能改造
中国石化湖北化肥分公司合成氨原料路线“煤代油”改造工程选用了荷兰Shell公司的粉煤气化工艺，投煤量为2000d，产合成气（CO+Hz）量为142000m/h。原设计粗煤气变换采用高水气比变换工艺，催化剂选用进口K8-11和国产QCS 系列产品。变换装置运行4年多来，一直存在蒸汽消耗量大、催化剂床层超温、催化剂失效频繁等问题。为解决变换装置存在的间题，经分析和论证， 2011年实施了低水气比变换工艺改造，变换催化剂选用国产耐硫变换催化剂。改造项目同时完成了与上下游工艺的合理衔接，投运4个月来，装置
运行平稳，节能效果显著，说明改造获得成功。 1高、低水气比变换工艺比较
改变水气比例是变换生产操作中最重要的调节手段，蒸汽比例高可以避免甲烷化副反应的产生，但容易造成催化剂的反硫化失活以及床层阻力增加，CO停留时间缩短；低水气比变换的各段床层热点温度较高水气比变换有大幅度下降，各段出口变换气中过剩蒸汽大幅度减少。由于蒸汽比例低，需要通过控制操作条件以避免甲烷化副反应的产生。
高水气比工艺特点：在变换进口一次加足水蒸气(水气比为1.1~1.3)满足全流程一氧化碳变换反应的需要，优点是不会有甲烷化副反应发生，缺点是蒸汽消耗大（吨氨耗在2.2t以上）.由于一段催化剂处于高水气比和高温的苛刻条件下运行，
催化剂会出现反硫化现象，影响催化剂的活性。万方数据
低水气比工艺的特点：在变换流程中分3次加人水蒸气，通过控制工艺气中的水气比来控制变换反应的深度，进而控制床层热点温度：在热点温度较低的条件下，即不会发生甲烷化副反应的条件下，实现高浓度CO变换，从而达到降低蒸汽消耗，增产增效的目的：由于一段催化剂处低水气比和较低温度条件下，不会出现反硫化现象，避
免影响正常生产和频繁更换催化剂等间题。 2改造后变换工艺流程
改造后工艺流程如图1所示。
从图1可以看出，本项目主要进行了3项改造，增设预变换炉、蒸汽由原来的1次加人改为3 次加人、增设水洗塔，分述如下。
1)增加预变换炉。为了降低第一变换炉工艺
负荷，在原变换工艺流程上即第一变换炉冷器之前，增设预变换炉。粗煤气压力（绝压)3.8MPa，温度为150℃，干气中C0含量为61.7%，经分离、过滤后与第一次加人的中压蒸汽(380℃、4.0MPa、 1800kg/h)进入煤气换热器，与来自甲烷化换热器的变换气进行换热，加热至200%进入新增加的预变换炉进行预变换反应，经过该变换炉后CO含量由60%降低到40%左右。
收稿日期；2012-09-27；收到修改稿日期：2013-01-21。
作者简介：李桂，女，1978年出生，工程师，2003年毕业于近宁石演化工大学化学工程与工艺专业，现任中国石化潮北化肥分公司技信中心设计员。联系电话：0717-4232372;Email：7576533@ qqcom