蒲昭廷，王克星，曹志斌，常 婧

    (1.四川天一科技股份有限公司 四川成都 610225；2.阳煤集团太原化工新材料有限公司 山西太原 030000；3.航天长征化学工程股份有限公司兰州分公司 甘肃兰州 730050)

    在合成氨系统中，CO变换是强放热反应，是一个热力学控制的过程，因此传统的绝热变换技术采用多段反应、多段换热的方式，导致工艺流程复杂、热损失大、蒸汽消耗高、设备投资大。大型合成氨系统大多采用粉煤气化或水煤浆气化等煤气化技术制取粗煤气，粗煤气中CO含量较高，体积分数一般在50%～76%，使传统绝热变换技术已不能适应大型合成氨系统的工艺要求。为了优化变换流程及换热方式，国内提出了等温变换的理念，使催化剂床层处于低温、恒温条件下反应，可省去多台变换炉和换热设备，大幅缩短了变换工艺流程。

    等温变换炉是等温变换系统中最关键的设备，单台设备大，结构复杂，尤其是内件换热管较多，操作不当容易损坏内件而引起漏水事故，对催化剂造成不利影响，影响系统稳定运行，而且其结构的复杂性也使内件的检漏、检修工作异常困难。

    1 等温变换炉简介

    阳煤集团太原化工新材料有限公司合成氨装置配套的煤气变换工艺采用高CO等温变换专利技术及等温变换反应器专利设备，其主要特点：单系统等温变换装置干基处理气量180 000 m3/h(标态)，相当于500 kt/a合成氨变换处理气量，等温变换炉直径达DN 4 600 mm，是目前最大的等温变换炉；煤气化采用航天炉粉煤气化技术，制得的粗煤气中CO体积分数高达67%，水气比为1.3；等温变换装置出口变换气中CO体积分数≤0.4%，等温变换炉中CO变换率达到97%以上，系统总变换率在99%以上；全部反应热用于副产4.3 MPa蒸汽。等温变换炉相关部分工艺流程如图1所示。

    图1 等温变换炉相关部分工艺流程

    实际运行结果表明 ......