便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统，氮气压缩机的出口通过氮气管线与开工加热炉进口相连，开工加热炉的出口通过氮氢混合气管线与进气管线相连，氮氢混合气管线上设置有阀门和第一八字盲板，三条并联的氢气管线分别与氮气管线相连，三条氢气管线上分别设置有氢气流量调节阀，在其中两条氢气管线上还分别设置有第一流量计和第二流量计，进气管线还连接中压蒸汽管线；排气管线分为三条支管，其中一个支管上设置放空阀，第二条支管与低变气废锅相连，第三条支管与甲烷化水冷器相连，甲烷化水冷器与甲烷化分离器相连，甲烷化分离器与氮气压缩机的进口相连，第三支条管上设置阀门和第二八字盲板，容易控制床层温度。

【技术实现步骤摘要】
便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统
本技术涉及一种便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统，属于合成氨设备

技术介绍
氮肥厂合成氨工艺总流程为：来自长输管线的天然气首先进入天然气配气站，天然气在配气站进行缓冲及调压后进入合成氨装置的常温脱硫系统，然后通过天然气压缩，高温脱硫，换热式一段蒸汽转化、二段富氧空气转化，一氧化碳高、低温变换，改良热钾碱法脱碳，甲烷化深度净化去除残余的CO和CO2，合成气压缩，14.0MPa下氨合成，冷冻分离，最终得到产品液氨。我厂使用的低变催化剂为B205-1型，在催化剂未进行还原前的主要成分为CuO，还原后的主要成分为Cu。在正常生产过程中，只有把CuO还原成Cu后催化剂才具有活性。催化剂在还原期和正常生产期间的床层温度最好不超过230℃，温度过高会烧坏催化剂，最终会导致催化剂失效。由于催化剂的价格非常昂贵，加强对催化剂的保护是化工生产过程中的一项重要工作。在正式生产前，需要把低变催化剂的主要成分从CuO还原成Cu，主要是通过向催化剂里面加入一定量的H2与CuO反应，从而使CuO还原成Cu。反应式为CuO+H2＝H2O+Cu+20.7Kcal/mol，在还原反应的过程中，少量的H2与CuO反应就会放出大量热，如果不把加入催化剂里面的H2量控制好，一旦H2量过大就会导致催化剂床层温度超过230℃而烧坏催化剂，严重超温还会使整个催化剂报废。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供一种便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统，避免造成催化剂床层温度偏高。为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统，包括低变炉、所述低变炉的顶端设置有进气管线，底部设置有排气管线，其特征在于：氮气压缩机的出口通过氮气管线与开工加热炉进口相连，所述开工加热炉的出口通过氮氢混合气管线与进气管线相连，所述氮氢混合气管线上设置有阀门和第一八字盲板，三条并联的氢气管线分别与氮气管线相连，三条所述氢气管线上分别设置有氢气流量调节阀，在其中两条氢气管线上还分别设置有第一流量计和第二流量计，所述进气管线还连接中压蒸汽管线；所述排气管线分为三条支管，其中一个支管上设置放空阀，第二条支管与低变气废锅相连，第三条支管与甲烷化水冷器相连，所述甲烷化水冷器通过管道与甲烷化分离器相连，所述甲烷化分离器与氮气压缩机的进口相连，所述第三条支管上设置有阀门和第二八字盲板。上述方案中：所述第二流量计的量程大于第一流量计。采用上述方案，氢气管线设置为三条，在管线上分别设置有第一流量计和第二流量计。第一流量计的量程为0-50NM3/h，第二流量计的量程为0-160NM3/h，采用氮气稀释氢气，便于控制氢气加入量。在低变炉顶部的进口管线新增一条中压蒸汽管线，当由于操作不当引起低变催化剂床层温度有超温趋势时，通过向低变炉里面加入大量的中压蒸汽来控制催化剂床层的温度不致超温，从而确保催化剂的安全。上述方案中：在设置有第一流量计的氢气管线上还设置手动氢气阀门，在所述手动氢气阀门的手柄上设置有刻度盘。这样便于控制手动氢气阀门的开度，从而达到控制氢气流量的目的。有益效果：本技术通过多条氢气管线和流量计等可以非常容易地控制好加入循环氮气里面的氢气量，使氢气与氧化铜反应放出的热量控制在有效的温度范围内，避免由于氢气量加入过多使催化剂超温，从而导致催化剂的损坏。在低变炉的进口管线上新增中压蒸汽管线，可以确保在操作失误的情况下，一旦催化剂有超温的趋势，可以通过开启中压蒸汽管线向低变炉里面加入大量的蒸汽来控制催化剂床层不超温，从而确保催化剂的安全。附图说明图1为本技术工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：实施例1，如图1所示：本技术的便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统由低变炉1、进气管线2、排气管线3、氮气压缩机4、开工加热炉5、第一八字盲板6、氢气流量调节阀7、第一流量计8、第二流量计9、放空阀10、低变气废锅11、甲烷化水冷器12、甲烷化分离器13、第二八字盲板14、中压蒸汽管线15、手动氢气阀门16、刻度盘17、给水预热器18组成。、低变炉1的顶端设置有进气管线2，底部设置有排气管线3，来自高变工序的工艺气体主要含有H2、N2、CO、CO2等通过管道也给水预热器18相连，气体首先进入给水预热器与锅炉给水进行换热，锅炉水被加热后送到锅炉进行使用，工艺气体换热降温后从低变炉的进气管线2进入。氮气压缩机4的出口通过氮气管线与开工加热炉5进口相连，开工加热炉通过中压蒸汽加热，开工加热炉5的出口通过氮氢混合气管线与进气管线2相连，氮氢混合气管线上设置有阀门和第一八字盲板6，三条并联的氢气管线分别与氮气管线相连，三条氢气管线上分别设置有氢气流量调节阀7，在其中两条氢气管线上还分别设置有第一流量计8和第二流量计9，第二流量计9的量程大于第一流量计8。在设置有第一流量计8的氢气管线上还设置手动氢气阀门16，在手动氢气阀门16的手柄上设置有刻度盘17。进气管线2还连接中压蒸汽管线15，中压蒸汽管线15上设置有蒸汽流量调节阀。排气管线3分为三条支管，管径为DN25,其中一个支管上设置放空阀10，第二条支管与低变气废锅11相连，第三条支管与甲烷化水冷器12相连，甲烷化水冷器12通过管道与甲烷化分离器13相连，甲烷化分离器13与氮气压缩机4的进口相连，第三条支管上设置有阀门和第二八字盲板14。工艺气体里面的CO在低变催化剂的催化反应下生成CO2，这个过程会放出热量，反应后的工艺气体从低变炉排气管线3出去后进入低变气废锅11再次进行换热，最后进入脱碳工序进行CO2的脱除。循环使用的氮气从氮气压缩机4的进口加入，氮气进入压缩机升压后进入开工加热炉5进行加热，加热介质为中压蒸汽，加热后的氮气从低变炉的进口管线进入，氮气里面加入的微量氢气与催化剂进行反应后，气体从低变炉的排气管线出来，然后进入甲烷化水冷器，气体里面反应生成的水被冷却后进入甲烷化分离器进行分离，最后气体进入氮气压缩机再次进行升压，如此循环往复。本技术不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本技术的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本
中技术人员依本技术的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统，包括低变炉(1)、所述低变炉(1)的顶端设置有进气管线(2)，底部设置有排气管线(3)，其特征在于：氮气压缩机(4)的出口通过氮气管线与开工加热炉(5)进口相连，所述开工加热炉(5)的出口通过氮氢混合气管线与进气管线(2)相连，所述氮氢混合气管线上设置有阀门和第一八字盲板(6)，三条并联的氢气管线分别与氮气管线相连，三条所述氢气管线上分别设置有氢气流量调节阀(7)，在其中两条氢气管线上还分别设置有第一流量计(8)和第二流量计(9)，所述进气管线(2)还连接中压蒸汽管线(15)；所述排气管线(3)分为三条支管，其中一个支管上设置放空阀(10)，第二条支管与低变气废锅(11)相连，第三条支管与甲烷化水冷器(12)相连，所述甲烷化水冷器(12)通过管道与甲烷化分离器(13)相连，所述甲烷化分离器(13)与氮气压缩机(4)的进口相连，所述第三条支管上设置有阀门和第二八字盲板(14)。

【技术特征摘要】
1.一种便于控制催化剂床层温度的合成氨低变炉进排气系统，包括低变炉(1)、所述低变炉(1)的顶端设置有进气管线(2)，底部设置有排气管线(3)，其特征在于：氮气压缩机(4)的出口通过氮气管线与开工加热炉(5)进口相连，所述开工加热炉(5)的出口通过氮氢混合气管线与进气管线(2)相连，所述氮氢混合气管线上设置有阀门和第一八字盲板(6)，三条并联的氢气管线分别与氮气管线相连，三条所述氢气管线上分别设置有氢气流量调节阀(7)，在其中两条氢气管线上还分别设置有第一流量计(8)和第二流量计(9)，所述进气管线(2)还连接中压蒸汽管线(15)；所述排气管线(3)分为三条支管，其中一个支管上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜，李文卫，江志富，
申请(专利权)人：中化重庆涪陵化工有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50