焦炉气制合成氨转化炉烧嘴改造及工业运行效果.pdf

第 43卷 第4期 煤 化 工 Vo1．43 No．4 2015年 8月 CoalChemicalIndustry Aug．2015 焦炉气制合成氨转化炉烧嘴改造及工业运行效果 李久明 (中煤焦化控股有限责任公司，北京 100011) 摘 要 介绍了某化肥厂焦炉煤气生产合成氨的转化工艺流程 ，分析了转化炉在生产运行中存在的生产能 力低 、催化剂易被吹翻 、床层阻力大 的问题 。通过两次改造 ，将烧嘴 口径从 53mm扩大至 76mm，将烧嘴长度从 3786mm缩短至 3486mm，更换了损坏的催化剂。改造后 日产合成氨从 383t增加到 539t，生产能力得到了提 高，催化剂：未发生损坏 ，系统阻力低于控制指标 。 关键词 焦炉气，合成氨，转化炉，烧嘴 ，压差，催化剂 文章编号：1005—9598(2015)一04—0069—02 中图分类号：TO113．2 文献标识码 ：B 某新建化肥厂以焦炉气为主要原料 ，年产 18万 t合成氨和 30万 t尿素 ，于 2013年 1月投产 ，其 中 转化工段采用富氧空气催化氧化法 ，主要装置为 自热 式转化炉。在系统运行过程 中，曾出现催化剂易被吹 翻和系统补充富氧空气困难等问题 ，为此需要对转 化设备进行改造。现对技术改造情况进行总结 ，为有 关企业今后处理类似问题提供借鉴。 1 转化工艺 转化工艺流程示意图见图 1。焦炉气在配入适量 图1 焦炉煤气制合成氨转化工艺流程示意图 的过热蒸汽后，进入加热炉加热，然后进入转化炉。富 氧空气配入适量的蒸汽后，经烧嘴进入转化炉顶部 ， MPa到 O．46MPa之间，烧嘴阻力较大 ，造成增加富氧 与焦炉气在转化炉上部空间发生部分燃烧反应 ，生成 空气困难 ，难 以提高负荷 。 转化反应所需 的热量。混合气在转化炉下部触媒层催 2．2 2013年 12月转化炉压差增加到 0．3MPa，被迫 化剂的作用下，将 cH和烃类转化为 c0和 。通过调 减负荷生产。日产合成氨 383t，仅达到设计负荷的 节富氧空气 、焦炉气和蒸汽流量，控制转化炉出口cH 72％。停车检修时发现 ，触媒层 中间形成直径 1m的 体积分数低于0．6％。转化炉烧嘴与触媒层耐火瓷球 坑，造成表层催化剂被吹翻、粉化结块。 间有 3．2m的燃烧高度。根据设计 ，满负荷状态下应 达到合成氨产量 532t／d，转化炉前后压差低于0．07 3 技术改造和工业运行效果 MPa，每 1～2年更换一次催化剂。 3．1 扩大烧嘴 口径 2 生产运行 中出现 的问题 (1)设计过程中，为了使焦炉气充分燃烧 ，转化 炉 内燃烧空间温度场均匀 ，原烧嘴设计 口径为 53哪， 2．1 2013年9月转化炉烧嘴实际运行压差介于0．39 烧嘴喷出气体最高流速 316m／s，烧嘴 口径偏小是造 收稿 日期 ：2015—03—15 作者简介 ：李久明(1984一 )，男，内蒙古赤峰，Tl程师 ，硕士 ，2005年本科毕业于中国矿业大学 (北京)，现从事化工生产技 术管理工作 ，E-mai1：1ijium@cnccoke．com。 70 煤 化 工 2015年第 4期 成烧嘴压差偏大、补充富氧空气困难的主要原因E1]。 由于转化炉烧嘴距离耐高温瓷球仅 3．2m，气体 为此 2013年 9月进行第一次烧嘴改造 ，将烧嘴 燃烧高度明显低于同类型企业转化炉。金属烧嘴喷口 口径扩大为 65mm，烧嘴喷出介质最高流