焦爐煤氣非催化轉化法制氨合成氣

2012年第33卷第1期氮肥技術(shù)焦爐煤氣非催化轉化法制氨合成氣張剛張建孝劉慶增管廷江(山東濰焦集團有限公司濰坊262404)ososcsosoMsososoososossoossoossooososososovossosoovoososoo-9摘要簡(jiǎn)要介紹焦爐煤氣非催化轉化裝置的工藝流程、工藝以及設備特點(diǎn)、反應原理,并論述了生產(chǎn)過(guò)程中應注意的幾個(gè)問(wèn)題。關(guān)鍵詞焦爐煤氣非催化轉化氨合成氣焦爐煤氣是一種煉焦副產(chǎn)品,主要成分為氫流程簡(jiǎn)述:來(lái)自焦爐煤氣氣柜的原料氣經(jīng)升氣(H2)甲烷(CH4),另外還含有少量的一氧化碳壓、預熱后進(jìn)轉化爐;來(lái)自空分系統的氧氣與空(CO)、二氧化碳(CO2)氧氣(O2)氮氣(N2)以及氣鼓風(fēng)機升壓后的空氣按一定比例混合成富氧其它烴類(lèi)物質(zhì)。其中H2、CH4、CO以及其它烴類(lèi)物空氣并預熱后進(jìn)入轉化爐燒嘴;過(guò)熱水蒸汽去轉質(zhì)為可燃組分,CO2N2為不可燃組分。由于焦爐化爐燃燒混合器。在燃燒混合器中焦爐煤氣、富煤氣中含有大量的H2CH等,經(jīng)過(guò)轉化后,可作氧空氣以及過(guò)熱水蒸汽充分混合后被噴射到轉為合成氨原料氣。近幾年來(lái),利用焦爐煤氣轉化化爐中,混合氣體在轉化爐的反應空間內處于缺制備氨合成氣的裝置不斷增多,且具有廣泛的應氧狀態(tài)下燃燒、高溫轉化(燃燒產(chǎn)生的熱量為催用前景。對合成氨廠(chǎng)或碳酸氫銨廠(chǎng)家而言,若原化反應提供所需要的高溫)。高溫轉化氣在轉化料煤價(jià)格上漲,則合成氨生產(chǎn)成本就會(huì )提高,利爐底部經(jīng)水蒸汽降溫、稀釋后進(jìn)廢鍋,回收轉化潤空間降低。而同類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭越來(lái)越激氣熱量加熱化學(xué)水產(chǎn)生蒸汽的同時(shí)轉化氣降溫,烈,為提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力,必須從生產(chǎn)成本轉化氣再經(jīng)過(guò)一系列換熱器最終降溫到40℃以上下功夫,并提高產(chǎn)品的檔次和質(zhì)量,實(shí)現利潤下去氣水分離器分離出游離水及其它機械雜質(zhì),空間的提升。利用焦化廠(chǎng)富余焦爐煤氣,通過(guò)轉合格轉化氣送氣柜?；b置制備氨合成氣,用之代替合成氨的造氣工廢鍋生產(chǎn)的蒸汽分成三部分,一部分降壓后段,可降低合成氨的生產(chǎn)成本。我公司經(jīng)過(guò)市場(chǎng)去轉化爐底控制轉化氣出口溫度,一部分降壓后調研后選用焦爐煤氣非催化轉化制備氨合成氣,作為工藝蒸汽進(jìn)轉化爐參與轉化反應,一部分送并一次開(kāi)車(chē)成功,生產(chǎn)出合格的合成氨原料氣,界外與蒸汽系統匯合。并替代了原有的造氣爐制氣。2工藝及設備特點(diǎn)1非催化轉化裝置的工藝流程及組成21工藝特點(diǎn)本裝置主要由轉化爐、燃燒混合器、富氧空(1)原料適用性強。非催化部分氧化工藝對氣緩沖罐、水分離器、預熱器、冷卻器等設備組原料要求較寬,并允許原料中硫含量大。經(jīng)高溫成,其中帶燃燒混合器的轉化爐為本套裝置的主轉化后,復雜的有機硫化物已轉化為無(wú)機硫,便要組成部分,其工藝流程框圖見(jiàn)圖1。于脫除;(2)非催化轉化工藝流程短,投資省,建設焦爐煤氣轉化爐叫廢熱鍋爐轉化氣快去氣柜(3)H2與N2比可通過(guò)調整富氧空氣中O2的空氣濃度來(lái)實(shí)現;(4)裝置自產(chǎn)蒸汽,不僅可滿(mǎn)足裝置需要,而富氧空氣森汽蒸外且外供蒸汽中國煤化工(5)生CNMHG分,實(shí)現用能圖1轉化裝置工藝流程框圖最優(yōu)化,能耗低;氮肥技術(shù)2012年第33卷(6)不用催化劑,免去開(kāi)停車(chē)、升溫還原費的同時(shí)產(chǎn)生的大量熱量從而提高了轉化爐的溫用,開(kāi)停車(chē)用時(shí)間短,設備檢修維護方便度。高溫的轉化爐中含有水蒸汽焦爐煤氣及富7)轉化后的高溫轉化氣通過(guò)廢鍋裝置,以氧空氣的混合氣在缺氧的條件下進(jìn)行反應,CH4回收轉化氣的顯熱,并副產(chǎn)低壓蒸汽進(jìn)行部分氧化和水蒸汽轉化反應,最終得到有效22設備特點(diǎn)成分(H2+CO)與N2比例符合制NH3合成氣要求(1)專(zhuān)有結構的燃燒混合器,混合效果好,使的轉化氣。用壽命長(cháng);由于各個(gè)反應均進(jìn)行的較為徹底,所以轉化(2)針對低壓下?lián)Q熱系數低的特點(diǎn),本裝置氣中基本上不含O2,其它各組分經(jīng)反應后,基本中采用專(zhuān)利技術(shù)制作的高效換熱器,在減少設備都轉化為CO、CO2H2及水蒸汽,另外富氧空氣中尺寸的同時(shí),相應降低了裝置投資;的N2不參與反應,因而轉化氣的組成主要為N2、(3)容易泄露焦爐煤氣、轉化氣以及O2等氣CO、CO2H2以及水蒸汽體的地方設置氣體報警儀,防止發(fā)生危險事故;4應注意的幾個(gè)問(wèn)題(4)壓力流量、溫度以及液位類(lèi)數據均設置(1)開(kāi)車(chē)前,首先檢查設備、儀表、電氣及吸指示控制報警裝置,并實(shí)現自動(dòng)化控制以及就地附劑裝填等是否全部安裝完成,安裝方式是否正顯示。確3反應原理(2)因焦爐煤氣中氣體成分會(huì )稍有波動(dòng),現發(fā)生的主要反應有場(chǎng)控制時(shí)根據生產(chǎn)情況,調整各處工藝參數,監CH4+202→→CO2+2H2O測設備和儀表運行情況,保證生產(chǎn)正常;CH4+CO2→2CO+2H(3)在生產(chǎn)中和臨時(shí)停車(chē)時(shí),電源和儀表氣CH4+2H2O→C02+4H2源必須處于開(kāi)啟狀態(tài),長(cháng)期停車(chē)按停車(chē)規程處副反應有理,作好儀器儀表防護;2H2+O2→2H2Q(4)開(kāi)車(chē)前檢查所有設備、工藝管線(xiàn)、儀表管CO2+H2→CO+H2O道、公用工程等是否完成了吹掃及氣密性試驗;非催化轉化裝置總體為放熱反應,轉化氣的(5)開(kāi)車(chē)前檢查公用工程、原輔材料已經(jīng)到顯熱可以回收利用,因此該裝置配套廢熱鍋爐。位,確認符合試車(chē)要求;在廢熱鍋爐爐體上,高溫轉化氣通過(guò)爐體內的管(6)開(kāi)車(chē)前檢查勞保用品、安全消防工具已內與管間的熱軟水進(jìn)行熱交換,降低轉化氣體溫經(jīng)到位,確認符合相關(guān)規定。度,經(jīng)吸收熱量后的高溫水迅速蒸發(fā),產(chǎn)生蒸汽,5結論經(jīng)汽包分離出所夾帶的水沫后供轉化爐轉化用通過(guò)以富余焦爐煤氣為原料,經(jīng)過(guò)富氧非催蒸汽,多余蒸汽輸入生產(chǎn)管網(wǎng),開(kāi)工時(shí)由管網(wǎng)送化轉化工藝獲得氨合成氣,代替了造氣工段,節來(lái)蒸汽。約原料煤,降低了合成氨以及食品碳銨的生產(chǎn)成由于混合氣中H2的燃燒擴散速度最快,混合本,具有良好的經(jīng)濟效益與社會(huì )效益。氣體中首先O2與H2發(fā)生反應,該反應生成H2O(收稿日期:2011-12-06歡迎投稿歡迎汀閱H中國煤化工CNMHG必、