提高产能的合成氨转化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种提高产能的合成氨转化系统，从下部换热盘管出口管线出来的天然气从预转化炉的顶部进入，预转化炉内填充转化催化剂，预转化炉的底部转化气出口与加热器的冷侧进口相连，加热器的热侧进口与产中压蒸汽的开工锅炉的尾气排放管线相连，加热器的热侧出口与换热式转化炉的转化管进口相连，换热式转化炉的转化管出口与二段炉的上部气体进口相连，二段炉的底部气体出口与换热式转化炉的壳程进口相连，开工锅炉产生的中压蒸汽去中压蒸汽管网。本实用新型专利技术通过在现有转化系统中增加预转化炉、加热器和中压蒸汽锅炉，对混合气先进行与转化，降低后续转化炉的生产负荷，保证转化彻底，满足合成氨扩能的需求。

Ammonia conversion system for improving production capacity

【技术实现步骤摘要】
提高产能的合成氨转化系统
本技术涉及一种提高产能的合成氨转化系统，属于合成氨领域。
技术介绍
氮肥厂合成氨工艺总流程为：来自长输管线的天然气首先进入天然气配气站，天然气在配气站进行缓冲及调压后进入合成氨装置的常温脱硫系统，然后通过天然气压缩，高温脱硫，换热式一段蒸汽转化、二段富氧空气转化，一氧化碳高、低温变换，改良热钾碱法脱碳，甲烷化深度净化去除残余的CO和CO2，合成气压缩，14.0MPa下氨合成，冷冻分离，最终得到产品液氨。目前，转化系统为：经过压缩机升压的工艺天然气首先进入天然气加热炉上部换热盘管进行加热，工艺天然气经过加热后离开加热炉，与调温管线(工艺天然气管线的支管)来的工艺天然气混合后再次进入天然气加热炉的中部换热盘管继续进行加热，工艺天然气被加热至330-335℃后进入脱硫槽、工艺天然气中的绝大部分硫被铁锰脱硫剂除去，然后工艺天然气进入氧化锌脱硫槽继续进行精脱硫，直到把工艺天然气中的硫含量脱出降低到＜0.2PPM。从氧化锌槽底部出来的工艺天然气与中压蒸汽混合后再次进入天然气加热炉的下部盘管进行加热，混合气被加热至450℃左右后进入换热式转化炉(在混合气管线上设置有调温副线和阀门)。天然气在炉内转化管中进行转化反应，从转化管内出来的转化气(CH4＜35％)进入二段炉内再次进行深度转化。富氧空气从二段炉的顶部进入，富氧空气中的氧气与转化气中的H2在炉内进行燃烧，燃烧产生的高温提供给炉内气体进行深度转化，从二段炉内出来的转化气体(CH4＜0.35％)进入换热式转化炉的壳侧，高温气体用来供给转化炉炉管中的天然气转化使用，最后从转化炉壳侧底部出来的转化气送去转化锅炉。天然气加热炉的底部设置有一条燃料天然气管线，燃料天然气通过管线输送到加热炉的底部烧嘴进行燃烧，加热炉的温度就是通过燃烧燃料天然气来加热实现的。现有的转化系统在提高合成氨产能时面临着换热式转化炉和二段炉转化不彻底，从二段炉内出来的转化气体不能满足要求(CH4＜0.35％)，转化系统制约了合成氨的扩能。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术的目的在于提供一种提高产能的合成氨转化系统，提高转化效率，在合成氨扩能的时候能满足转化需求。为了实现上述目的，本技术的技术方案为：一种提高产能的合成氨转化系统，包括天然气转化炉、换热式转化炉、二段炉、脱硫槽和氧化锌槽，所述天然气转化炉内从上到下依次设置有上部换热盘管、中部换热盘管和下部换热盘管，与压缩机出口相连的工艺天然气管线的出口与上部换热盘管进口相连，所述工艺天然气管线分出一条调温管线，所述调温管线的天然气与从上部换热盘管出来的天然气混合调温后进入中部换热盘管，从所述中部换热盘管出来的天然气依次进入脱硫槽和氧化锌槽脱硫，脱硫后的天然气与中压蒸汽混合后进入下部换热盘管继续加热，其特征在于：从所述下部换热盘管出口管线出来的天然气从预转化炉的顶部进入，所述预转化炉内填充转化催化剂，所述预转化炉的底部转化气出口与加热器的冷侧进口相连，所述加热器的热侧进口与产中压蒸汽的开工锅炉的尾气排放管线相连，所述加热器的热侧出口与换热式转化炉的转化管进口相连，所述换热式转化炉的转化管出口与二段炉的上部气体进口相连，所述二段炉的底部气体出口与换热式转化炉的壳程进口相连，所述开工锅炉产生的中压蒸汽去中压蒸汽管网。采用上述方案，从天然气加热炉出来的混合气先进入预转化炉，在转化催化剂的作用下，进行转化，使部分天然气转化成H2、CO、CO2，从而减轻后续转化炉的生产负荷，保证转化彻底，满足合成氨扩能的需求。在预转化炉内转化后的混合气的温度降低，在预转化炉后增设加热器，对出来的混合气进行加热，保证进入换热式转化炉的混合气的温度为450℃。增设一台中压蒸汽锅炉，一方面解决因扩能导致的中压蒸汽不足的问题。另一方面，利用中压蒸汽锅炉的尾气对加热器内的混合气进行加热，余热回收利用，起到节能降耗的目的。上述方案中：所述脱硫槽为两台，分别为脱硫槽A和脱硫槽B，两台脱硫槽的进口均与天然气加热炉的中部换热盘管出口相连，两台脱硫槽的出口均与氧化锌槽进口相连。上述方案中：所述调温管线上设置有阀门。上述方案中：在所述氧化锌槽的出口管线上连接有中压蒸汽管线，氧化锌槽的出口管线分出一条混合气调温副线与下部换热盘管出口管线相连，所述混合气调温副线内进入的是工艺天然气与中压蒸气混合气体，所述混合气调温副线上设置有混合气调温阀门。调节进入预转化炉内的混合气的温度。有益效果：本技术通过在现有转化系统中增加预转化炉、加热器和中压蒸汽锅炉，对混合气先进行与转化，降低后续转化炉的生产负荷，保证转化彻底，满足合成氨扩能的需求。附图说明图1是本技术的工艺流程图。具体实施方式下面通过实施例并结合附图，对本技术作进一步说明：实施例1，如图1所示，提高产能的合成氨转化系统由天然气转化炉1、换热式转化炉2、二段炉3、脱硫槽A4、脱硫槽B5、氧化锌槽6、中压蒸汽管线7、预转化炉8、加热器9、开工锅炉10、阀门11、混合气调温阀门12、中压蒸汽控制阀13及各种连接管道组成。天然气转化炉1内从上到下依次设置有上部换热盘管、中部换热盘管和下部换热盘管，与压缩机出口相连的工艺天然气管线的出口与上部换热盘管进口相连，工艺天然气管线分出一条调温管线，调温管线上设置有阀门11。调温管线11的天然气与从上部换热盘管出来的天然气混合后进入中部换热盘管。脱硫槽A和脱硫槽B的进口均与天然气加热炉1的中部换热盘管出口相连，两台脱硫槽的出口均与氧化锌槽6进口相连，两台脱硫槽的进出口线上均设置有阀门。两台脱硫槽一开一闭，或根据情况同时并联运行。在氧化锌槽6的出口管线上连接有中压蒸汽管线7，中压蒸汽管线7上设置有中压蒸汽控制阀13。从中部换热盘管出来的天然气依次进入脱硫槽和氧化锌槽6脱硫，脱硫后的天然气与中压蒸汽混合后进入下部换热盘管继续加热，氧化锌槽6的出口管线分出一条混合气调温副线与下部换热盘管出口管线相连，混合气调温副线内进入的是工艺天然气与中压蒸气混合气体，即混合气调温副线位于中压蒸汽管线7的后方，混合气调温副线上设置有混合气调温阀门12。从下部换热盘管出口管线出来的天然气从预转化炉8的顶部进入，预转化炉8内填充转化催化剂，预转化炉8的底部转化气出口与加热器9的冷侧进口相连，加热器9的热侧进口与产中压蒸汽的开工锅炉10的尾气排放管线相连，加热器9的热侧出口与换热式转化炉2的转化管进口相连，换热式转化炉2的转化管出口与二段炉3的上部气体进口相连，二段炉3的底部气体出口与换热式转化炉2的壳程进口相连，开工锅炉10产生中压蒸汽的去中压蒸汽管网。本技术不局限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高产能的合成氨转化系统，包括天然气转化炉、换热式转化炉、二段炉、脱硫槽和氧化锌槽，所述天然气转化炉内从上到下依次设置有上部换热盘管、中部换热盘管和下部换热盘管，与压缩机出口相连的工艺天然气管线的出口与上部换热盘管进口相连，所述工艺天然气管线分出一条调温管线，所述调温管线的天然气与从上部换热盘管出来的天然气混合调温后进入中部换热盘管，从所述中部换热盘管出来的天然气依次进入脱硫槽和氧化锌槽脱硫，脱硫后的天然气与中压蒸汽混合后进入下部换热盘管继续加热，其特征在于：从所述下部换热盘管出口管线出来的天然气从预转化炉的顶部进入，所述预转化炉内填充转化催化剂，所述预转化炉的底部转化气出口与加热器的冷侧进口相连，所述加热器的热侧进口与产中压蒸汽的开工锅炉的尾气排放管线相连，所述加热器的热侧出口与换热式转化炉的转化管进口相连，所述换热式转化炉的转化管出口与二段炉的上部气体进口相连，所述二段炉的底部气体出口与换热式转化炉的壳程进口相连，所述开工锅炉产生的中压蒸汽去中压蒸汽管网。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高产能的合成氨转化系统，包括天然气转化炉、换热式转化炉、二段炉、脱硫槽和氧化锌槽，所述天然气转化炉内从上到下依次设置有上部换热盘管、中部换热盘管和下部换热盘管，与压缩机出口相连的工艺天然气管线的出口与上部换热盘管进口相连，所述工艺天然气管线分出一条调温管线，所述调温管线的天然气与从上部换热盘管出来的天然气混合调温后进入中部换热盘管，从所述中部换热盘管出来的天然气依次进入脱硫槽和氧化锌槽脱硫，脱硫后的天然气与中压蒸汽混合后进入下部换热盘管继续加热，其特征在于：从所述下部换热盘管出口管线出来的天然气从预转化炉的顶部进入，所述预转化炉内填充转化催化剂，所述预转化炉的底部转化气出口与加热器的冷侧进口相连，所述加热器的热侧进口与产中压蒸汽的开工锅炉的尾气排放管线相连，所述加热器的热侧出口与换热式转化炉的转化管进口相连，所述换热式转化炉的转化管出口与二...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜，
申请(专利权)人：中化重庆涪陵化工有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50