(河南煤業(yè)化工集團(tuán)濮陽龍宇化工有限責(zé)任公司，河南濮陽 457000)

濮陽龍宇化工有限責(zé)任公司(簡稱濮陽龍化)年產(chǎn)20萬t甲醇項(xiàng)目采用煤制氣(15萬t)和天然氣(5萬t)聯(lián)合制甲醇，其煤制氣采用HT－L粉煤加壓氣化技術(shù)，是國內(nèi)首套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高效潔凈的粉煤加壓氣化示范性裝置。其變換裝置采用寬溫部分耐硫變換工藝。基本流程為:來自氣化的原料氣先經(jīng)廢鍋降溫調(diào)節(jié)水氣比，再經(jīng)水分離器分離掉沿途管線的冷凝水之后，經(jīng)換熱器換熱進(jìn)入第一變換爐進(jìn)行變換反應(yīng)，第一變換爐出口變換氣經(jīng)換熱后進(jìn)入第二變換爐，繼續(xù)進(jìn)行變換反應(yīng)，最終達(dá)到出口變換氣中CO體積分?jǐn)?shù)為17% ～19%，滿足甲醇合成需求后送入后續(xù)工段。變換裝置自開車以來 ，上段溫度嚴(yán)重超設(shè)計(jì)指標(biāo)(≤420℃)，變換開車時(shí)熱點(diǎn)溫度達(dá)600℃，正常運(yùn)行時(shí)熱點(diǎn)溫度在480℃左右，且熱點(diǎn)溫度不易控制，操作頻繁難度大，現(xiàn)場、總控工作量大。針對上述存在的問題，我們進(jìn)行了仔細(xì)研究了變換裝置的整個(gè)工藝控制情況，進(jìn)行了改進(jìn)。

1 原控制方案的弊端

變換裝置原工藝為:變換爐一段出來的變換氣先進(jìn)中壓蒸汽發(fā)生器后進(jìn)變換爐進(jìn)料換熱器進(jìn)行換熱，如圖1所示，其操作彈性小、難度大、不易控制，容易造成變換爐垮溫及超溫事故的發(fā)生。變換氣先進(jìn)中壓蒸汽發(fā)生器副產(chǎn)蒸汽帶走了部分熱量，然后進(jìn)料換熱器進(jìn)行換熱，在負(fù)荷及工況不穩(wěn)時(shí)，很難保證進(jìn)料換熱器換熱后的溫度，受此影響，一變?nèi)肟跍囟炔▌舆^大，很容易造成變換爐垮溫及超溫事故。

圖1 改造前流程圖

2 變換爐控制方案的改進(jìn)

2.1 工藝管線的改造

圖2 改造后流程圖

在現(xiàn)有的工藝流程上操作已很難這種情況，只有改變其溫度控制方式，使一變?nèi)肟跍囟群投內(nèi)肟跍囟仍谪?fù)荷及工況不穩(wěn)的情況下能夠穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)研究決定，改為變換爐一段出口出來的變換氣先進(jìn)入進(jìn)料換熱器進(jìn)行換熱后再進(jìn)入中壓蒸汽發(fā)生器副產(chǎn)蒸汽，然后進(jìn)入變換爐二段入口，如圖2所示，將一變出口到二變進(jìn)口的管線進(jìn)行了改造。

2.2 操作方法的改變

通過調(diào)節(jié)入變換爐進(jìn)料換熱器(見圖2設(shè)備中1)的主副線閥門開度來控制入變換爐一段溫度;通過調(diào)節(jié)中壓廢鍋(見圖2中設(shè)備3)的壓力來控制入變換爐二段溫度;必要時(shí)通過調(diào)節(jié)一變與二變連通閥來輔助控制變換爐二段入口溫度。

3 效益分析

變換裝置技改后，開車運(yùn)行效果顯著好轉(zhuǎn)，變換爐熱點(diǎn)溫度控制在設(shè)計(jì)指標(biāo)(≤420℃)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了熱點(diǎn)溫度達(dá)標(biāo)運(yùn)行。工藝流程優(yōu)化改造后有效處理氣量增加了17%;一段催化劑使用壽命延長1年以上，總使用時(shí)間達(dá)到2年以上(對比同行業(yè)的其他單位均未達(dá)到1年)，二段催化劑使用壽命延長2年以上，總時(shí)間達(dá)到4年以上;變換開車時(shí)間減少3 h，每次開車減少粗合成氣放空135 000 Nm3，特別是對開停車次數(shù)頻繁的新裝置HT－L粉煤加壓氣化裝置來說，更具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益;減少了停車次數(shù)(改造后沒有因?yàn)樽儞Q問題出現(xiàn)停車);避免了裝置大的改造，減少投資300萬元以上;保證了設(shè)備的安全運(yùn)行;減少了因泄漏造成的安全及環(huán)保問題;降低了操作人員的勞動強(qiáng)度。改造后有效氣體量增大，產(chǎn)量進(jìn)一步得到提高，改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

表1 改造前運(yùn)行數(shù)據(jù)(2009－05－21)

表2 改造后運(yùn)行數(shù)據(jù)(2009－11－22)

4 結(jié)束語

變換裝置經(jīng)過上述控制方法的技改，變換爐溫度得到了有效的控制，大大減少了操作人員的工作量，延長了變換催化劑的壽命，提高了系統(tǒng)負(fù)荷，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。