我國大型等溫變換技術(shù)取得重大突破

　　6月30日，河北陽煤正元化工集團有限公司宣布，由該公司自主開發(fā)的具有完全知識產(chǎn)權(quán)的ZY型等溫變換技術(shù)，已在滄州正元化肥有限公司“60-80”（即年產(chǎn)60萬噸合成氨、80萬噸尿素）項目成功應(yīng)用超過2年，并通過中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。專家一致認(rèn)為，該技術(shù)工業(yè)運行指標(biāo)優(yōu)異，穩(wěn)定可靠，達到國際先進水平，標(biāo)志著我國大型等溫變換技術(shù)取得重大突破。

 

　　經(jīng)業(yè)內(nèi)專家對合成氨等溫變換裝置進行72小時連續(xù)運行考核，結(jié)果表明：該裝置的國產(chǎn)化率達100%，合成氨產(chǎn)量達到平均2186.3噸/天，在汽氣比為0.52的條件下，等溫變換出口CO含量為6.95%，等溫變換爐壓降為0.018MPa，各項指標(biāo)達到或優(yōu)于設(shè)計要求。

 

　　據(jù)了解，正元公司“60-80”大型合成氨項目氣化工序采用航天爐煤氣化工藝，干基粗煤氣中CO含量大于65%，絕熱變換爐在CO含量高、水氣比高的情況下發(fā)生變換反應(yīng)，爐溫很難控制，極易“飛溫”。如果反應(yīng)的同時能將反應(yīng)熱通過某種方式移走，就能解決床層溫度高的問題，等溫變換爐內(nèi)置換熱管能及時移走反應(yīng)熱，成為解決此問題的適宜方案。

 

　　據(jù)介紹，該技術(shù)是利用正元公司自有的“一種水管型反應(yīng)器”專利技術(shù)，結(jié)合在固定床常壓氣化變換系統(tǒng)的使用經(jīng)驗，自主研發(fā)的大型等溫變換技術(shù)。為了更好調(diào)節(jié)催化劑床層溫度，床層移熱裝置采用了非均勻布管，使反應(yīng)溫度更加接近最佳溫度曲線，這樣可增加反應(yīng)速率，提高轉(zhuǎn)化率，節(jié)省催化劑用量，最大程度回收熱量。同時，該公司還開發(fā)了多汽包專利技術(shù)，反應(yīng)器布有至少兩層管束組，分別連接各自的汽包。通過汽包副產(chǎn)不同壓力的水蒸氣控制循環(huán)水的飽和溫度，使等溫變換爐的終端反應(yīng)溫度進一步降低，以適應(yīng)深度變換和縮短變換流程的需要。

 

　　陽煤正元公司副董事長、該項目總負(fù)責(zé)人劉金成告訴記者，該項目應(yīng)用于目前國內(nèi)已投運的最大合成氨裝置，是CO含量超過65%的等溫變換工藝首套裝置。等溫變換爐設(shè)備直徑4000mm，設(shè)計壓力4.2MPa，其連續(xù)運行情況基本達到了預(yù)期效果，解決了絕熱床層觸媒層超溫的問題，出口CO含量低，變換氣出口溫度低。等溫變換爐、等溫變換爐催化劑框采用軸徑向結(jié)構(gòu)，分氣流道和集氣流道采用“π”型結(jié)構(gòu)，氣體分布均勻；內(nèi)件的換熱管為小弧形管板結(jié)構(gòu)，換熱管長度一致；采用中心可抽出的方式，方便自卸觸媒。

 

　　另外，等溫變換爐內(nèi)件采用弧形換熱管束組合式結(jié)構(gòu)，無大型管板及法蘭，催化劑裝填均勻；換熱管長度一致，加工難度小，設(shè)備造價低，易于大型化和模塊化；外筒頂部設(shè)置小型法蘭孔，便于內(nèi)件組裝檢修；內(nèi)件底部采用軟連接，易于卸出觸媒。

 

　　與傳統(tǒng)絕熱變換工藝相比，該技術(shù)流程簡單，操作方便，可低壓、低負(fù)荷接氣，開車時間大幅縮短，且設(shè)備及管道操作溫度低，耗電量降低，降低了生產(chǎn)成本；高溫設(shè)備和管道大幅度減少，合成氨裝置的安全性能大幅度提高。經(jīng)過計算，采用該等溫變換工藝后，高品位蒸汽增加約16.4t/h，并且節(jié)省壓縮功耗約333.3kW/h，相當(dāng)于氨產(chǎn)量增加約4kW/t，全年運行帶來的直接經(jīng)濟效益1026萬元，長周期運行帶來的年間接經(jīng)濟效益237.6萬元。（記者姜小毛）