初步设计合成氨工业中CO变换工段工艺设计+图纸(4)
为80kt/a合成氨装置配套的全低变系统已运行多年，存在蒸汽消耗大等问题，未能体现全低变工艺流程的节能优势。为此，经认真研究，决定由正元设计院对变换系统进行设计、核算，对变换、合成热水网络系统进行改造，达到变换不加或少加蒸汽并使出口变换气中CO含量工艺指标低于2%(体积分数)的目的。2012年12月对变换热水系统进行了改造，投运后效果良好。[23]
4.优化的方向:
1.设备腐蚀问题
变换设备腐蚀是比较突出的问题，多发生在饱和塔、饱和塔出口管道、气水分离器、主热交等，腐蚀是以电化学和化学腐蚀为主。气体中含有水、硫化氢、二氧化碳、氧，增湿气中含有cl一，是引发腐蚀的根源。易腐蚀部位大都是饱和塔出口至变换炉进口管道 、气水分离器、主热交等
2.催化剂装填
3.变换炉段间调温措施
1.3 合成氨生产方法简介
氨的合成，首先必须制备合格的氢、氮原料气。氢气一般常用含有烃类的各种燃料，即通过用焦炭、无烟煤、天然气、重油等为原料与水蒸气作用的方法来制取。氮气可将空气液化分离而得，或使空气通过燃烧，将生成的 CO、CO2除去而制得。
我国是世界上煤炭资源比较丰富的国家之一，煤炭储量远大于石油、天然气储量。因此，煤炭是我国合成氨的主要原料来源。我国生产合成氨的原料有2/3是煤炭。
合成氨的生产过程，主要包括以下三个步骤：
（1）造气：即制备含有氢、氮的原料气；
（2）净化：采用适当的方法除去原料气中含有的对合成氨有害的各种杂质；
（3）压缩和合成：将合格的氢、氮混合气压缩到高压，在铁催化剂的存在下合成氨。
以焦炭或煤为原料合成氨的流程是采用间隙的固定层气化法生产半水煤气，经过脱碳、变换缩脱除CO和CO2等净化后，可获得合格的氮氢混合气，并在催化剂及适当的温度、压力下合成氨。[2]
1.4 一氧化碳变换在合成氨中的意义
用不同燃料制得的合成原料气，均含有一定量的一氧化碳。一般固体燃料氧制得的水煤气中含CO35%—37%，半水煤气中含CO25%—34%，天然气蒸汽转化制得的转化气中含CO较低，一般为12%—14%，一氧化碳不是合成氨生产所需要的直接原料，而且在一定条件下还会与合成氨的铁系催化剂发生反应，导致催化剂失活。因此，在原料气使用之前，必须将一氧化碳清除。
清除一氧化碳分两步进行，第一步是大部分一氧化碳先通过一氧化碳变换反应
CO + H2O（g）= CO2 + H2
这样既能把一氧化碳变为易于清除的二氧化碳而且又制得等量的氢，而所消耗的只是廉价的水蒸气。因此，一氧化碳变换既是原料气的净化过程，又是原料气制造的继续。第二步是少量残余的一氧化碳再通过其他净化法加以脱除
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