变换工段更换催化剂及技术改造总结

变换工段催化剂升温硫化及技术改造总结 曹安军 马九会 （山西永济中农化工有限公司 044500） 0 前言 山西永济中农化工有限公司是以煤为原料的中型氮肥厂，目前生产能力为： 合成氨 140 kt/a ，尿素 180kt/a ，甲醇 60kt/a 。共有两套变换系统，一套为中 低低工艺；一套为 0.8Mpa 全低变工艺。该全低变工艺系 2005 年 6 月投运，至 今已运行四年，催化剂已到后期，出现变化气中 co 含量超标、蒸汽消耗上升、 系统阻力高等影响生产的因素。同时由于甲醇价格持续下滑，想进一步降低甲 醇进口 co 已不太可能。为了最大限度地调整氨醇比，经公司研究决定对该全低 变系统进行改造，由湖北双雄催化剂有限公司提供催化剂和技术指导。 1. 全低变工艺流程 1.1 气体流程 来自压缩二段的半水煤气，经煤气冷却器将煤气温度降至 45以下进入油 分，气体在丝网作用下除去油污，然后从饱和塔下部入塔并与塔顶下来的热水 逆流充分接触，增湿、提温后进入汽水分离器中，分离掉气体中的水分。在分 离器出口补加蒸汽，使气体温度达到 120左右，进入预热交换器管内与管间 来自热交的变换气换热，使气体温度达到 170-180，再进入热交管内与来自 低变二段的变换气换热，使气体温度达到 210，经系统内电炉进入低变炉一段 上端的净化层处理其中的有害物质。然后进入催化剂层反应，出低变一段的气 体温度高达 380，然后进入喷水净化器，经喷水降温后进入低变炉二段，出 低变二段温度为 290的变换气经热交、预热交与管内的半水煤气换热后，进 入低变炉三段进行反应后，进入一水加热器与来自热水泵的热水换热降温后进 入热水塔，出来后进入冷却器，然后经气水分离器分离掉部分冷凝水后送至变 脱工段。 1.2 热水流程 循环热水从热水塔出来，经热水泵加压后送至一水加热器管内回收变换气 热量后，进入合成水加热器加热后，送入饱和塔上部，增温、增湿半水煤气后， 从饱和塔下部出来进入水水换热器，与软水岗位来的软水间接换热后，进入热 水塔再次回收热量后，从下部出来进入热水泵依次循环。 2. 系统降温及催化剂的升温、硫化 2.1 降温 全低变降温在我公司属第一次，此次采用的是开四机循环降温的方法，即 从变换出口回到罗茨机进口。 降温措施： （1）前期用冷副线降温。 （2）整个降温过程热水循环系统正常开（3）开 两台增湿泵，变频调到最大，用喷水降二段温度。 降温失误及今后注意事项： 此次降温虽按照降温方案在规定的时间里把温度降到指标，但降温不是按 照一、二、三段的顺序来降，而是二、三段先降下来，最后一段才降到位。这 主要是由于喷水量过大二、三段大量带水造成的，停车打开变换炉后也证明了 这一点，下次降温必须注意露点温度，低于露点温度时必须停止喷水。再一个 就是此次降温安排时间太过仓促，必须保证 4048 内逐步把温度降下来。 2.2 升温硫化 本次硫化采取的是放空硫化的方法，用来自罗刺机出口的煤气进行硫化， 用汞柱调节硫化气量的大小，为了使硫化彻底，分别在各段新配了 CS2 添加阀 门。 2.2.1 电炉功率分配： 本次升温共用两个电炉，一个是系统外电炉，功率为 240KW；一个是系 统内电炉，功率为 600KW。 2.2.2 升温硫化： 阶段 时间（h） 热点温度 () 电炉出口 () 升温 9 200 200 硫化初期 24 280 230 主期 （一段） 18 415 300330 二、三段 26 410 350370 降温置换 9 350370 200220 2.2.3 要点： (1) 此次升温硫化共用时 86 小时。 (2) 共用 CS2 8 吨，平均每方催化剂用 123 kg.。 (3) 共装催化剂 51m3(其中旧的 6m3)，抗毒剂 14m3(其中旧的 4m3)。 (4) 为了保证催化剂的低温活性，本次硫化低温时恒温时间比较长，目的 是在 250260内使各段硫化完全，彻底穿透，各段出口 H2S 3g/m3 以上时，再考虑提温。 (5) 采用各段分别加 CS2 的硫化方法，即一段出口 H2S 10g/m3 以上时，停 一段开二段硫化副线，改从二段进口加。依次二段完了三段。 (6) 用气量大小、CS 2 添加量、电炉功率大小来平衡各段温度，确保温度 平稳地控制在指标之内。 (7) 当各段出口 H2S 都到指标后，开始降温，停硫化流程倒用煤气流程， 全线贯通。用进口阀门控制气量大小进行降温置换。 (8) 此次硫化用点燃三段后放空的方法，大大降低了操作现场的 H2S 浓度。 满足了环保的需要。 3. 其他技改部分 3.1 工艺管线 为降低系统阻力，把饱和塔出口管线由原来的426 换为现在的530；为 配合本次升温、硫化，配置了 3 条硫化副线，使一、二、三段分段硫化，确保 cs2 得到充分利用，并使各段充分硫化。 3.2 新增设备 为了提高变换系统水质，新增 S-IV 纯水发生器一台；改饱和塔喷头为 多功能喷头，减少了循环水用量。 3.3 喷水净化器填料改造 喷水净化器填料原来为氧化铝填料，粉化比较严重，使系统阻力增加， 改为现在的50 耐火球。 4. 改造后运行情况 系统经改造投入使用以来，运行稳定，运行前后有关参数比较见下图： 项 目 改造前 改造后 系统进口压力（Mpa） 0.98 0.85 热水塔出口气温 （ ） 110 75 系统出口气温 （ ） 50 35 变换气中 co 体积分数 % 45 1.0 系统压差（Mpa） 0.14 0.7 吨氨耗蒸汽 （ kg ） 300 120 系统总汽气比 0.5 0.35 由以上数据可以看出： 系统阻力降低，由原来的 0.14 降为 0.7，阻力下 降了 50%，节约了电耗。 蒸汽消耗大幅下降。 出口变换气 co 体积分数降 低，为目前合理调整甲醇产量创造了条件。 5. 存在问题及整改计划 目前主要存在喷水净化器带水及二段温度波动过大，不好调节。为解决这 一问题： 5.1