[发明专利]一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备及其方法

说明书

本发明公开了一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备及其方法，它包括依次相连的脱盐水加热器、第一水分离器、变换气水冷器和第二水分离器，所述变换气水冷器的进口处通过带开关阀的管线与加碱性物质源连接；所述第二水分离器的出口管线与在线PH分析仪相连，所述在线PH分析仪与DCS控制系统的信号接收端连接，而DCS控制系统的信号输出端分别与脱盐水加热器的温度调节器和加碱性物质源的开关阀相连，本发明采用智能化设计，实现灵活调节合成氨耐硫变换工段的冷凝液的PH值，有效防止此工段不锈钢设备及管线的酸性腐蚀，提高了设备的使用寿命，节约碱性物质源的消耗，节省人工调节和维修成本，省时省力，生产效率高，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备及其方法，适用于合成氨耐硫变换工段不锈钢设备及管道防腐蚀工艺技术，属于煤制合成氨耐硫变换工艺技术领域。

背景技术

在煤制合成氨耐硫变换工艺中，水煤气中含有大量的CO₂、H₂S、COS、NH₃及大量饱和水蒸汽，通过变换反应后会产生更多的CO₂及未参与反应的H₂S、COS、NH₃和未反应完的大量的饱和水蒸汽，反应后的变换气经过多次的换热回收热量降温后将饱和水蒸汽冷凝并多次分离；而随着变换气的温度的降低，气相中NH₃的溶解度增大而溶解在冷凝液中被分离出去，而在相同温度下气相中的CO₂、H₂S、COS等酸性介质在液相中溶解度远远小于NH₃的溶解度，CO₂、H₂S、COS等酸性介质只有在变换气温度很低的情况下逐渐在耐硫变换工段末端增大并电离出大量的氢离子、硫离子而使变换工艺冷凝液的酸性不断增强，当达到在高压下一定具有腐蚀破坏能力的酸度溶液时，对变换气工艺冷凝液经过的变换不锈钢设备及管线就开始不间断的进行腐蚀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低，合成氨耐硫变换工段的防腐设备及其方法，可以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备，它包括脱盐水加热器，所述脱盐水加热器进口与变换工段的出气口连接，出口通过管线依次与第一水分离器、变换气水冷器、第二水分离器相连，所述变换气水冷器的进口处通过带开关阀的管线与加碱性物质源连接；所述第二水分离器的出口管线与在线pH分析仪相连，所述在线pH分析仪与DCS控制系统的信号接收端连接，而DCS控制系统的信号输出端分别与脱盐水加热器的温度调节器和加碱性物质源的开关阀相连。

在前述第二水分离器的出口管线上设有节流阀， DCS控制系统的信号输出端与所述节流阀相连。

前述加碱性物质源为氨。

一种基于前述的合成氨耐硫变换工段防腐设备的方法，其包括以下步骤：

s1、由DCS控制系统调节脱盐水加热器的初始换热温度T0，水煤气在变换工段经变换反应后，其变换气经脱盐水加热器、第一水分离器、变换气水冷器和第二水分离器，进行换热、分离、冷凝、再分离后，得到冷凝液；

s2、由在线pH分析仪实时监测冷凝液的pH值，并将监测信号反馈到DCS控制系统，由DCS控制系统给出相应指令；

s3、冷凝液的pH值为中性或偏碱性，DCS控制系统控制脱盐水加热器保持在初始换热温度T0进行换热；

冷凝液的pH值为酸性，DCS控制系统分两路进行调节，

第一路，打开加碱性物质源的开关阀，在变换气水冷器内加入碱性物质；

第二路，提高脱盐水加热器的换热温度T1；