第5期 2014年9月
中氮肥
M-Sized Nitrogenous Fertilizer Progress
等温变换技术取代传统变换工艺的探索
马明
（山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司，山西晋城048006）
【中图分类号】TQ546
5【文献标志码】B
[文章编号】1004-9932(2014)05-0021-02
传统合成氨生产所采用的中串低、中低低、全低变等变换工艺，因采用多段反应、多次换热的方式调节半水煤气温度，存在着流程相对复杂、热损失大、蒸汽消耗高以及设备投资大等诸多缺点。近年来随着化工生产技术的进步和化工装备制造水平的提高，国内多家公司在水移热等温变换技术开发方面取得了不错的成绩。现对山西普城无烟煤矿业集团有限责任公司旗下湖南安乡晋煤金牛化工有限公司（简称安乡公司）采用南京敦先化工科技有限公司等温变换技术的应
用情况进行介绍。 1等温变换的原理
南京敦先化工科技有限公司开发的等温变换技术的变换炉壳体由筒体、上封头、下封头组成，上封头与筒体之间采用法兰连接，上、下封头分别设有气体进、出口；内件由水移热管束气体分布筒、气体集气筒、密封板、支撑座等部件组成，水移热管束与进、出水管之间采用管式联箱结构；内件与外筒可以拆卸，水移热管束管内走水，管外装催化剂，变换炉下部设有催化剂自卸口。
等温变换的原理为利用埋在催化剂内部的水移热管束将催化剂床层反应热及系统多余的低品位热能移除，并转化为高品位蒸汽。通过控制副产蒸汽的压力，水移热技术可将催化剂床层的温度控制在180~350℃，避免了催化剂床层飞温事故的发生，延长了变换催化剂的使用寿命，减少了设备的露点腐蚀，同时热量的移除增加了变换反应的推动力，使得半水煤气中CO的转化率得到提高。
【收稿日期】2014-01-23
【作者简介】马明（1985—），男，助理工程师。万方数据
No.5 Sep.2014
2采用等温变换技术前生产系统存在的问题
安乡公司在应用等温变换技术前，生产系统存在如下问题。
（1）变换工段不能满足系统要求
变换工段原采用0.8MPa中低低变换流程，其流程设计为：2段中变、段闻喷水；2段低变、前设调温器。由于历史原因，原设计变换能力仪配套50k/a合成氨，变换装置能力较小。随着生产负荷的加大，整个变换系统存在以下问题：阻力大，吨氨蒸汽消耗高，中、低变催化剂进口温度及热点温度上升速度快，床层进、出口温差小，催化剂失活速度快，变换气中的CO含量经常超指标（由于后系统气体精制为铜洗工艺，且铜洗能力偏小，要求变换气中的CO含量必须控制在1.2%以下）。
（2）系统蒸汽缺口较大
安乡公司现有1台吹风气锅炉和1台燃煤锅炉，在吹风气锅炉投用的情况下，开燃煤锅炉，蒸汽有富余需放空，不开燃煤锅炉则蒸汽紧张，无法满足系统需求，尤其是在冬季，这方面的矛盾更加突出。
3等温变换技术的应用 3
安乡公司为解决生产系统存在的问题，同时为了使公司将来的搬迁扩能改造项目的工艺技术有所创新，决定尝试将当时国内尚无应用先例的等温变换技术应用于现有生产装置，以取得实际运行数据，积累相关设计和操作经验，为今后新项目应用等温变换技术做好准备。
在工程实施时，考虑到当时国内尚无等温变换技术应用的先例，所以设计工艺流程时，并没有破坏原有的变换流程，仅用阀门进行隔断，计划一且出现意外情况则启用原有的变换工艺路