[发明专利]一种合成氨厂变换系统的蒸汽净化方法及装置

说明书

本发明涉及合成氨厂变换系统分离蒸汽中固体杂质的方法及装置。

目前全国有100多家中、小合成氨厂采用了ZL90103262.X“一氧化碳低温变换工艺”，简称全低变工艺，发明人在该专利基础上进行了完善和改进。该工艺变换分二段或三段、四段进行，全部使用钴—钼系宽温区耐硫低温高活性变换催化剂(湖北省化学研究所研制的EB-4催化剂)，与传统方法相比流程大大简化，操作方便，节能降耗，有效生产时间长，取得了明显经济效益。由于蒸汽会引起钴钼耐硫变换催化剂的反硫化即水解，反硫化使MoS₂转变为无活性的MoO₂，

为防止上述反应，一般都将饱和蒸汽直接加入变换炉的中间，即二或三段，而不加入变换炉的进口，这对防止反硫化有重要作用。但是使用中发现往往由于蒸汽质量不好，使变换炉的催化剂上部沉积大量的固体杂质，经分析杂质成分与锅炉用水的杂质成分相同，显然是蒸汽夹带的水、雾造成的。为解决这个问题不少厂采用了脱盐水制备蒸汽，这样就增加了投资和设备。

本发明的目的是提供一种合成氨厂变换系统的蒸汽净化方法及装置，防止蒸汽中固体杂质进入变换炉催化剂床层。

本发明是通过下述方法实现的，一种合成氨厂变换系统的蒸汽净化方法，将蒸汽和部分高温变换气混合过热到露点以上后，进入装有氧化铝小球或环或废变换催化剂填料的固定床蒸汽净化器，使蒸汽或/和雾中的可溶性杂质析出、截留、沉积在净化器中的填料上，气体再进入变换炉，从而保护了变换炉内的催化剂。

蒸汽与变换气混合后的温度一般为露点以上10-100℃、优选温度为露点以上30-50℃。温度过高会使进入净化器的变换气量增大，从而气体流速增加，气体中的杂质无法截留、沉积、床层阻力也随之增加，温度低会使水汽或雾中的杂质无法析出，失去了净化的作用。

用于合成氨厂变换系统蒸汽净化的装置，包括固定床杂质分离净化器，其内装填料、上部有伸入到净化器内的蒸汽进口管，在蒸汽进口管上面有高温变换气进口、净化器内填料层上的空间为蒸汽和高温变换气的混合空间，下部有混合气体出口，净化器旁有高温变换气直通副线和调节阀，填料层中插有测温计，上、下设有氮气或蒸汽进出口，净化器的直径为变换炉直径的10％-100％、优选30％-40％，净化器的高为直径的1.0-2.0倍。一般为φ800，高1.0米的固定床，直通副线的直径为主管径的～1/2。其副线用以调节进入净化器的高温变换气量，控制蒸汽和高温变换气混合气温度高低，管径不宜过大或过小。

净化器内装填氧化铝小球或环或废变换催化剂，氧化铝小球φ-4mm。

用本蒸汽净化器净化蒸汽时，蒸气中的固体杂质会在填料上截留、沉积、净化器堵塞后可卸下填料过筛重装。

本发明的优点易于掌握控制，节省了采用脱盐水制备蒸汽的庞大投资。

图1  是本合成氨厂变换系统的蒸汽净化装置示图

图1所示合成氨厂变换系统蒸汽净化装置包括净化器罐1，其净化器内装有氧化铝球形填料2，净化器上部有蒸汽进口管3，高温变换气进口管4，蒸汽进口管3是伸入到净化器内上部的弯管，其出口朝上，高温变换气进口管4的出口朝下对着蒸汽进口管3的出口，其蒸汽和变换气在净化器内填料层上部空间混合，下部有蒸汽和高温变换气混合气净化后的出口5，净化器旁有高温变换气直通副线6，调节阀7，其副线和调节阀用以调节高温变换气量，以调节部分高温变换气和蒸汽混合后的温度，净化器填料层中插有测温计T上下设有氮气或蒸汽进出口8、9，用于卸填料时通入氮气或蒸汽，以防空气进入变换炉，填料床层中设有测温点T。

实施例，安徽、湖南几个中、小合成氨厂省去了制备蒸汽的脱盐水设备，变换系统试用本发明的蒸汽净化方法和装置，变换炉直径3000mm，净化器φ800mm，高1.0米，内填φ4mm氧化铝球，气体主管线直径426mm，副线管径216mm，使用半年后，净化器被杂质堵塞，仅用半天时间取出净化器中氧化铝填料过筛，重装之即投入使用。因而杜绝了蒸汽或/和雾中可溶性杂质进入变换催化剂床层，保证了变换工序的正常生产。