方 国

(湖南安淳高新技术有限公司，湖南 长沙 410205)

河南晋开投资控股集团公司(以下简称河南晋开集团)于2011年新建120万t/a合成氨装置，单套60万t/a合成氨，采用航天炉造气、传统四段绝热变换工艺，设计变换出口φ(CO)<0.6%。自2012年运行以来，该装置存在变换系统阻力大、出口变换气CO含量偏高及耐硫变换催化剂寿命短等问题。业主经过比较论证，决定采用湖南安淳高新技术有限公司(以下简称湖南安淳)提供的技改方案，在变换系统新增一台等温变换炉，该改造于2019年7月完成并投入使用。

1 工艺改造

为避免和减少改造导致的系统停车、平面布置造成的局限性等问题，要求不能对原系统进行大幅度改动，尽量利用原来的设备，同时，改造设备接入原系统的时间不能太长，只能利用检修时间。在此原则基础上，湖南安淳提出的主要设计思路是，将原变换系统一段变换副线改为等温变换，从而降低第二变换炉热点温度，以降低后序的变换负荷。

1.1 改造前流程

改造前变换工艺流程见图1。从航天炉造气送来的200℃、3.8MPa(g)的粗煤气，经煤气水分离器分离管道温损产生的冷凝液，再经第一换热器升温至250℃，进入并联的脱毒槽除去粗煤气中杂质，70%粗煤气经过并联的第一变换炉反应，第一变换炉反应出口380℃的变换气经第一换热器降温后，与30%的未变换气混合，进入增湿器和中压废热锅炉，降温至240℃后，进入第二变换炉反应，第二变换炉反应出口434℃、CO含量为6.7%的变换气经增湿器、中压锅炉水预热器和冷凝液预热器降温至220℃后，进入第三变换炉反应，第三变换炉反应出口260℃、CO含量为2.5%的变换气经低压废热锅炉降温至200℃后，进入第四变换炉反应，第四变换炉反应出口200℃、φ(CO)含量为1.7%的变换气送至余热回收系统。

图1 改造前流程示意图注：1—煤气水分离器；2—第一换热器；3—脱毒槽；4—第一变换炉；……