2012年第33卷第1期氮肥技術(shù)焦?fàn)t煤氣非催化轉(zhuǎn)化法制氨合成氣張剛張建孝劉慶增管廷江(山東濰焦集團(tuán)有限公司濰坊262404)ososcsosoMsososoososossoossoossooososososovossosoovoososoo-9摘要簡要介紹焦?fàn)t煤氣非催化轉(zhuǎn)化裝置的工藝流程、工藝以及設(shè)備特點(diǎn)、反應(yīng)原理,并論述了生產(chǎn)過程中應(yīng)注意的幾個(gè)問題。關(guān)鍵詞焦?fàn)t煤氣非催化轉(zhuǎn)化氨合成氣焦?fàn)t煤氣是一種煉焦副產(chǎn)品,主要成分為氫流程簡述:來自焦?fàn)t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?jí)?、預(yù)熱后進(jìn)轉(zhuǎn)化爐;來自空分系統(tǒng)的氧氣與空(CO)、二氧化碳(CO2)氧氣(O2)氮?dú)?N2)以及氣鼓風(fēng)機(jī)升壓后的空氣按一定比例混合成富氧其它烴類物質(zhì)。其中H2、CH4、CO以及其它烴類物空氣并預(yù)熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐燒嘴;過熱水蒸汽去轉(zhuǎn)質(zhì)為可燃組分,CO2N2為不可燃組分。由于焦?fàn)t化爐燃燒混合器。在燃燒混合器中焦?fàn)t煤氣、富煤氣中含有大量的H2CH等,經(jīng)過轉(zhuǎn)化后,可作氧空氣以及過熱水蒸汽充分混合后被噴射到轉(zhuǎn)為合成氨原料氣。近幾年來,利用焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化化爐中,混合氣體在轉(zhuǎn)化爐的反應(yīng)空間內(nèi)處于缺制備氨合成氣的裝置不斷增多,且具有廣泛的應(yīng)氧狀態(tài)下燃燒、高溫轉(zhuǎn)化(燃燒產(chǎn)生的熱量為催用前景。對(duì)合成氨廠或碳酸氫銨廠家而言,若原化反應(yīng)提供所需要的高溫)。高溫轉(zhuǎn)化氣在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化潤空間降低。而同類產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激氣熱量加熱化學(xué)水產(chǎn)生蒸汽的同時(shí)轉(zhuǎn)化氣降溫,烈,為提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,必須從生產(chǎn)成本轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)過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(xiàn)利潤下去氣水分離器分離出游離水及其它機(jī)械雜質(zhì),空間的提升。利用焦化廠富余焦?fàn)t煤氣,通過轉(zhuǎn)合格轉(zhuǎn)化氣送氣柜。化裝置制備氨合成氣,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)過市場(chǎng)去轉(zhuǎn)化爐底控制轉(zhuǎn)化氣出口溫度,一部分降壓后調(diào)研后選用焦?fàn)t煤氣非催化轉(zhuǎn)化制備氨合成氣,作為工藝蒸汽進(jìn)轉(zhuǎn)化爐參與轉(zhuǎn)化反應(yīng),一部分送并一次開車成功,生產(chǎn)出合格的合成氨原料氣,界外與蒸汽系統(tǒng)匯合。并替代了原有的造氣爐制氣。2工藝及設(shè)備特點(diǎn)1非催化轉(zhuǎn)化裝置的工藝流程及組成21工藝特點(diǎn)本裝置主要由轉(zhuǎn)化爐、燃燒混合器、富氧空(1)原料適用性強(qiáng)。非催化部分氧化工藝對(duì)氣緩沖罐、水分離器、預(yù)熱器、冷卻器等設(shè)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(zhuǎn)化爐為本套裝置的主轉(zhuǎn)化后,復(fù)雜的有機(jī)硫化物已轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫,便要組成部分,其工藝流程框圖見圖1。于脫除;(2)非催化轉(zhuǎn)化工藝流程短,投資省,建設(shè)焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化爐叫廢熱鍋爐轉(zhuǎn)化氣快去氣柜(3)H2與N2比可通過調(diào)整富氧空氣中O2的空氣濃度來實(shí)現(xiàn);(4)裝置自產(chǎn)蒸汽,不僅可滿足裝置需要,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(xiàn)用能圖1轉(zhuǎn)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,免去開停車、升溫還原費(fèi)的同時(shí)產(chǎn)生的大量熱量從而提高了轉(zhuǎn)化爐的溫用,開停車用時(shí)間短,設(shè)備檢修維護(hù)方便度。高溫的轉(zhuǎn)化爐中含有水蒸汽焦?fàn)t煤氣及富7)轉(zhuǎn)化后的高溫轉(zhuǎn)化氣通過廢鍋裝置,以氧空氣的混合氣在缺氧的條件下進(jìn)行反應(yīng),CH4回收轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化反應(yīng),最終得到有效22設(shè)備特點(diǎn)成分(H2+CO)與N2比例符合制NH3合成氣要求(1)專有結(jié)構(gòu)的燃燒混合器,混合效果好,使的轉(zhuǎn)化氣。用壽命長;由于各個(gè)反應(yīng)均進(jìn)行的較為徹底,所以轉(zhuǎn)化(2)針對(duì)低壓下?lián)Q熱系數(shù)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(yīng)后,基本中采用專利技術(shù)制作的高效換熱器,在減少設(shè)備都轉(zhuǎn)化為CO、CO2H2及水蒸汽,另外富氧空氣中尺寸的同時(shí),相應(yīng)降低了裝置投資;的N2不參與反應(yīng),因而轉(zhuǎn)化氣的組成主要為N2、(3)容易泄露焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)化氣以及O2等氣CO、CO2H2以及水蒸汽體的地方設(shè)置氣體報(bào)警儀,防止發(fā)生危險(xiǎn)事故;4應(yīng)注意的幾個(gè)問題(4)壓力流量、溫度以及液位類數(shù)據(jù)均設(shè)置(1)開車前,首先檢查設(shè)備、儀表、電氣及吸指示控制報(bào)警裝置,并實(shí)現(xiàn)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(yīng)原理(2)因焦?fàn)t煤氣中氣體成分會(huì)稍有波動(dòng),現(xiàn)發(fā)生的主要反應(yīng)有場(chǎng)控制時(shí)根據(jù)生產(chǎn)情況,調(diào)整各處工藝參數(shù),監(jiān)CH4+202→→CO2+2H2O測(cè)設(shè)備和儀表運(yùn)行情況,保證生產(chǎn)正常;CH4+CO2→2CO+2H(3)在生產(chǎn)中和臨時(shí)停車時(shí),電源和儀表氣CH4+2H2O→C02+4H2源必須處于開啟狀態(tài),長期停車按停車規(guī)程處副反應(yīng)有理,作好儀器儀表防護(hù);2H2+O2→2H2Q(4)開車前檢查所有設(shè)備、工藝管線、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(yàn);非催化轉(zhuǎn)化裝置總體為放熱反應(yīng),轉(zhuǎn)化氣的(5)開車前檢查公用工程、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(rèn)符合試車要求;在廢熱鍋爐爐體上,高溫轉(zhuǎn)化氣通過爐體內(nèi)的管(6)開車前檢查勞保用品、安全消防工具已內(nèi)與管間的熱軟水進(jìn)行熱交換,降低轉(zhuǎn)化氣體溫經(jīng)到位,確認(rèn)符合相關(guān)規(guī)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(jié)論經(jīng)汽包分離出所夾帶的水沫后供轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化用通過以富余焦?fàn)t煤氣為原料,經(jīng)過富氧非催蒸汽,多余蒸汽輸入生產(chǎn)管網(wǎng),開工時(shí)由管網(wǎng)送化轉(zhuǎn)化工藝獲得氨合成氣,代替了造氣工段,節(jié)來蒸汽。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(kuò)散速度最快,混合本,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。氣體中首先O2與H2發(fā)生反應(yīng),該反應(yīng)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、