衢州晋巨变换改造方案2012-1

衢州巨化晋巨公司变换改造方案1、改造基础衢州巨化晋巨公司气化车间变换工段现有基本情况如下：气化炉送变换裂化气流量：0——14500m3/h气化炉送变换裂化气温度：185——195℃气化炉送变换裂化气压力：1.85——2.11MPa气化炉送变换裂化气成分：CO2：17.8—19.5%O2:0.1—0.2%CO:45.0—47.0%H2：30—32%CH4：0.5—0.7%N2：3.0—4.0%工艺流程：来自气化炉岗位饱和了水蒸汽的水煤气，经初换热器管内，中间换热器管间，分别被出三层变换气及出二层变换气所预热，预热后进入装有三层催化剂的变换炉，进行变换反应。经过一、二层变换反应后的变换气进入中间换热器管内，被管间水煤气降温后进三层催化剂层，进一步进行变换反应。经过二段变换反应的变换气离开变换炉进初换热器管间，预热管内水煤气后，经第二水加热器预热管内之洗涤水后，去第一变换气冷却器及第二变换气冷却器管内，变换气被管间冷却水冷却至常温，排放了蒸汽冷凝液的变换气送往脱硫岗位。清江水经洗涤水泵加压后，在经第二水加热器管内，被管间变换气加热，送往气化炉岗位急冷室、Ⅰ文、Ⅱ文洗涤器。变换催化剂采用铁铬系中变催化剂，共装填55～58吨。由于铁铬系中变催化剂起活温度高，耐硫性差，导致使用周期短，而且变换出口CO含量：3～8％，无法满足制氢的要求。经多次交流，决定对变换工艺进行改造，采用起活温度低、耐高水气比、高硫含量的EB-6型宽温耐硫变换催化剂取代铁铬系中变催化剂。改造后系统要达到的要求：1、使用现有设备基础上，变换最大能力达到8万吨合成氨/年。2、正常工况下，变换出口CO≤1.0%3、系统阻力≤0.2MPa4、系统副产蒸汽≥3吨/小时。2、改造方案1)鉴于中变催化剂起活温度高、耐硫性低，采用起活温度低、耐高水气比的EB-6型宽温耐硫变换催化剂。在现有煤气组成、水含量不变的情况下，可降低反应温度≥100℃，变换出口CO含量可降低到≤1.0。2)从实际运行来看，煤气中所含的粉尘较重，热交易堵塞甚至导致催化剂结块。煤气带水也较明显，热交易腐蚀。考虑增加一台煤气过滤器，煤气过滤器增加副线一路，便于维持生产并及时清理。3)改造后的工艺参数按水煤气温度190℃，含1.4水气比计算，则湿气组分：CO2：7.42—8.13%O2:～0.1%CO:18.75—19.58%H2：12.5—13.33%CH4：0.21—0.29%N2：1.25—1.67%H2O0.583，按此计算工艺参数如下：来自气化炉岗位饱和了水蒸汽的水煤气～190℃，经分离器除水再进煤气过滤器除掉粉尘后进中间换热器管间被出二层变换气加热到240℃后，进入装有三层催化剂的变换炉，进行变换反应。经过一、二层变换反应后的变换气温度～415℃，CO降低到～4.6%进入中间换热器管内，被管间水煤气降温到368℃后进废热锅炉副产1.3MPa饱和蒸汽，变换气自身温度下降为230℃进三层催化剂层，进一步进行变换反应。经过二段变换反应的变换气温度～253℃，CO降低到～0.7%离开变换炉，经第二水加热器预热管内之洗涤水后，去第一变换气冷却器及第二变换气冷却器管内，变换气被管间冷却水冷却至常温，排放了蒸汽冷凝液的变换气送往脱硫岗位。清江水经洗涤水泵加压后，在经第二水加热器管内，被管间变换气加热，送往气化炉岗位急冷室、Ⅰ文、Ⅱ文洗涤器。4)上述工艺参数中，由于EB-6型宽温耐硫变换催化剂起活温度低至180℃，考虑到露点～190℃，变换一段入口温度控制为230～240℃左右，则现有的换热器换热面积远远超过所需，为配管方便，只保留中间换热器来加热煤气，初换热器可以拿掉。考虑到中间换热器面积仍然较大，需加大煤气副线到DN200或增加变换气副线DN250。5)废热锅炉副产蒸汽根据蒸汽管网要求定为1.3MPa饱和蒸汽，按气化炉送变换裂化气流量14500Nm3/h计，可副产约3.5t/h饱和蒸汽。6)变换二段出口变换气温度～253℃，露点温度～165℃，副产蒸汽不能利用潜热，因此仍然按现流程走。7)升温硫化采用原有的升温系统，利用净化来煤气进行升温硫化。3、需要增加的设备1）一台煤气过滤器，规格Ф2200*22*6762，材料：Q345R。2）一台废热锅炉，规格Ф1000/Ф1800,F=203㎡,材料：S321+Q345R+15CrMoR。4、需要改动和增加的管线1)原水煤气经汽水分离器后（L49）进初换热器，再进中间换热器，现改为进煤气过滤器。煤气过滤器出口接中间换热器（L50）。L49与L50之间接副线L62。2)中间换热器变换气出口原为直接进变换炉二段，现改为先进废锅（L53-1），再进变换炉二段（L53-2）。L53-1与L53-2之间接副线L53-3。3)4)加大煤气副线L63。5)变换炉出口L55直接进水加热器。6)需要增加的管线为废锅的进水管及废锅的蒸汽出口管MS201。7)原设的3.5MPa蒸汽加入管线可以拿掉。5、需要增加的仪表主要是废锅部分需要增加仪表，含液位计、进水自调阀、蒸汽压力自调阀、安全阀各一只，及相关热电偶、压力变送器、压力表等。6、催化剂、保护剂等装填现阶段的装填量按合成氨年生产能力4万吨考虑，因为煤气中含有少量的氯离子等对催化剂有害的杂质，利用中变炉一段上层装填耐高水气比耐硫脱氯剂，具体装填建议如下：煤气过滤器：吸附剂8m3;变换炉一段上层：耐硫脱氯剂(型号：ET-2)9m3;一段上层：保护剂(型号：EB-6G)2m3+催化剂(型号：EB-6)7m3;二段：催化剂(型号：EB-6)10m3;7、附件工艺流程图物料、热量衡算表华烁科技股份有限公司（原湖北省化学研究院）张雄斌2012-1