一种新型小合成氨厂变换工段的工艺设备

技术领域

本发明涉及一种小合成氨厂变换工段的工艺设备，属于化工工艺领域。 

背景技术

小合成氨厂变换工段是合成氨系统的一个重要工段，饱和热水塔是变换工段的重要设备，热水水质是决定饱和热水塔的安全稳定运行的关键指标。在生产氨过程中，饱和塔及热水塔的pH值一直处于小于7的酸性状态,最低时曾一度达到pH值小于4.5，致使设备、管线存在腐蚀的风险，易造成系统运行不稳定，影响正常生产。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种小合成氨厂变换工段的工艺设备，控制饱和塔及热水塔的pH至中性，进一步降低对设备的腐蚀。 

本发明是这样实现上述目的的： 

一种小合成氨厂变换工段的工艺设备，由氢氮气压缩机二段出来的半水煤气进入变换工段饱和热水塔，所述的饱和塔出口经水封柱进入热水塔，热水塔底部依次经低变二出换热器、低变二入换热器、低变一入换热器进入饱和塔顶部。 

所述经低变二出换热器、低变二入换热器、低变一入换热器后进入饱和塔的温度为165-170℃。 

所述的饱和塔的温度为165-170℃是由热水塔中热水的循环量控制的，其中热水塔中热水的循环量是氨循环量的8-10倍。 

所述的饱和塔出口经水封柱的温度为50-65℃。 

所述的在饱和塔及热水塔的pH值为6.5-7。 

本发明的优点为有效降低了变换工段饱和热水塔的腐蚀，同时提高了热水水质，保证了系统运行的稳定性。 

说明书附图 

图1小合成氨厂变换工段的工艺设备，其中1.饱和塔，2.水封柱，3.热水塔，4.低变二出换热器，5.低变二入换热器，6.低变一入换热器。 

具体实施方式

实施例1 

一种小合成氨厂变换工段的工艺设备，由氢氮气压缩机二段出来的半水煤气进入变换工段饱和热水塔1，饱和塔1出口经水封柱2进入热水塔3，热水塔3底部依次经低变二出换热器4、低变二入换热器5、低变一入换热器6进入饱和塔顶部。 

所述的经低变二出换热器4、低变二入换热器5、低变一入换热器6后进入饱和塔1的温度为165-170℃。 

所述的饱和塔1的温度为165-170℃是由热水塔3中热水的循环量控制的，其中热水塔中热水的循环量是氨的循环量的8-10倍。 

所述的饱和塔1出口经水封柱2的温度为50-65℃。 

所述的在饱和塔1及热水塔3的pH值为6.5-7。 

小合成氨厂变换工段机理 

变换工段饱和热水塔水温调节以前是依据饱和塔出口温度来进行调节，水温过高或过低均导致饱和塔饱和蒸汽减少，饱和蒸汽的最佳状态为饱和塔出口气温最高时。饱和塔的出口水温（即热水塔进口水温）比较低，实测为50℃，冬季则更低。 

水温的差异实则是气体溶解度的差别，以一个同等压力为例，硫化氢随温度变化的趋势如下： 

H₂S在水中的溶解度与热水pH值的关系如下表所示（气相分压760㎜Hg) 

由上述溶解度与热水pH的关系可知提高水温可以明显降低硫化氢在水中的溶解，从而提高热水的pH值。 

从整个饱和热水塔水流程来看，饱和塔出口至热水塔进口（水封处）这一点为水温最低点，提高这点水温的有效措施为减热水循环量，提高饱和塔进口水温，使得与热水塔进口水温一致。虽然这样会导致饱和塔喷淋密度降低，饱和蒸汽量下降蒸汽消耗有所上升。但从长远和安全角度来看，这是值得的。