一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置製造方法
2023-06-03 16:20:41 1
一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及機械領域，尤其涉及一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，包含高溫變換爐，所述高溫變換爐內部有焊鐵一鉻系高變觸媒，所述高溫變換爐隨後連接溫度調整加熱器，所述溫度調整加熱器連接第二廢熱鍋爐。採用如上技術方案的本實用新型，相對於現有技術有如下有益效果：結構簡單，利用本裝置轉換完全，轉換率高，實現容易，操作簡單。
【專利說明】一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及機械領域，尤其涉及一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置。
【背景技術】
[0002] 傳統的一氧化碳變換經常是將其燃燒為二氧化碳，然後吸收，目前工業上的處理 方法實現困難，難度較大。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的是提供一種實現簡單、結構簡單的製備合成氨的一氧化碳變換 反應裝置。
[0004] 為了實現以上目的，本實用新型採用如下技術方案：一種製備合成氨的一氧化碳 變換反應裝置，包含高溫變換爐，所述高溫變換爐內部有焊鐵一鉻系高變觸媒，所述高溫變 換爐隨後連接溫度調整加熱器，所述溫度調整加熱器連接第二廢熱鍋爐。
[0005] 本實用新型進一步技術方案在於，所述第二廢熱鍋爐連接鍋爐水預熱器。
[0006] 本實用新型進一步技術方案在於，所述鍋爐水預熱器連接低溫變換爐。
[0007] 本實用新型進一步技術方案在於，所述高溫變換爐是一立式圓筒型氣固相催化反 應器，內裝兩層鐵一鉻系高變觸媒，每層頂底部各有一層100mm的氧化鋁球，高變觸媒床層 內有一支以上熱電偶。
[0008] 本實用新型進一步技術方案在於，低溫變換爐是一直立圓筒型氣相催化反應器， 內裝兩層銅-鋅-鉻系低變觸媒；每層觸媒的頂底均各有一層100mm的氧化鋁球，低變爐觸 媒層設有一支以上熱電偶。
[0009] 本實用新型進一步技術方案在於，所述低溫變換爐上還有調控閥。
[0010] 採用如上技術方案的本實用新型，相對於現有技術有如下有益效果：結構簡單，利 用本裝置轉換完全，轉換率高，實現容易，操作簡單。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型實施例的結構示意圖，其中：1高溫變換爐；2溫度調整加熱器； 3第二廢熱鍋爐；4鍋爐水預熱器；5低溫變換爐。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖對本實用新型的實施例進行說明，實施例不構成對本實用新型的限 制。
[0013] 實施例
[0014] 見圖1所示，一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，包含高溫變換爐1，高溫 變換爐1內部有焊鐵一鉻系高變觸媒，高溫變換爐1隨後連接溫度調整加熱器2,溫度調整 加熱器2連接第二廢熱鍋爐3。第二廢熱鍋爐3連接鍋爐水預熱器4。鍋爐水預熱器4連 接低溫變換爐5。高溫變換爐1是一立式圓筒型氣固相催化反應器，內裝兩層鐵一鉻系高變 觸媒，每層頂底部各有一層100mm的氧化鋁球，高變觸媒床層內有一支以上熱電偶。低溫變 換爐5是一直立圓筒型氣相催化反應器，內裝兩層銅-鋅-鉻系低變觸媒；每層觸媒的頂底 均各有一層100mm的氧化鋁球，低變爐觸媒層設有一支以上熱電偶。低溫變換爐5上還有 調控閥。
[0015] 本實施例製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置的工作過程為：
[0016] 通過高溫和低溫兩段變換，將轉化氣中的C0在觸媒的幫助下與H20蒸汽發生變換 反應，生成co 2和H2。本工段選擇最佳工藝條件，儘可能地提高C0的變換率，即最大限度降 低工藝氣中的C0殘餘含量，以提高原料天然氣的利用率，從而提高氨產量和降低能耗。
[0017] 本工段所設高變廢熱鍋爐可以副產10t/h左右的高壓蒸汽，進入高壓汽包，使設 計在節能方面更趨合理。
[0018] 在鐵-鉻系高變觸媒和銅-鋅系低變觸媒上進行兩段變換反應，其反應方程式如 下：
[0019] C0+H20-- C02+H2
[0020] 變換反應是一放熱可逆反應。在高溫變換階段，提高溫度的目的是為了加快變換 反應速度，從而使絕大部分C0在高溫變換階段完成變換反應；在低溫變換階段，低溫有利 於放熱可逆反應的進行，降低溫度的目的在於降低C0的平衡濃度，即降低變換後C0的殘餘 含量，最大限度地提高原料天然氣的利用率。
[0021] 轉化工藝氣（溫度約360,壓力2. 95MPa)，從上向下通過高溫變換爐，高溫變換爐1 是一立式圓筒型（外保溫）氣固相催化反應器，內裝兩層鐵-鉻系高變觸媒，每層頂底部各 有一層約100mm的氧化鋁球（最底層氧化鋁球層高約200mm)，裝填容積為58m 3 ;在高溫變換 爐1內，轉化氣中的大部分C0與H20發生變換反應而生成C02和H 2，出高變爐的氣體溫度約 423,觸媒床層內有多支熱電偶以測量床層各部位的溫度；出高變爐的工藝氣中約殘留3% 的C0。
[0022] 高變氣體先後通過甲烷化反應的溫度調整加熱器2、第二廢熱鍋爐3、鍋爐水預熱 器4,將溫度降到約200,進入低溫變換爐5。低溫變換爐5也是一直立圓筒型（外保溫）氣 相催化反應器，內裝兩層銅-鋅-鉻系低變觸媒，裝填容積約68m 3 ;每層觸媒的頂底均各有 一層約100mm的氧化鋁球（最底層氧化鋁球約高200mm)，與高變爐一樣，氧化鋁球的作用是 均布氣體，吸收可能存在的冷凝液和支撐觸媒；為調節低變爐入口溫度，設置了調控閥用來 調節進溫度調整加熱器2的高壓鍋爐給水流量，並設置了副線調節閥，從而達到控制低變 爐入口溫度的目的。低變爐觸媒層也設有多支測溫熱電偶，以測量、監視床層各點溫度。
【權利要求】
1. 一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，其特徵在於，包含高溫變換爐（1)，所 述高溫變換爐內部有焊鐵一鉻系高變觸媒，所述高溫變換爐（1)隨後連接溫度調整加熱器 (2)，所述溫度調整加熱器（2)連接第二廢熱鍋爐（3)。
2. 根據權利要求1所述的一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，其特徵在於，所 述第二廢熱鍋爐（3)連接鍋爐水預熱器（4)。
3. 根據權利要求2所述的一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，其特徵在於，所 述鍋爐水預熱器（4)連接低溫變換爐（5)。
4. 根據權利要求1所述的一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，其特徵在於，所 述高溫變換爐（1)是一立式圓筒型氣固相催化反應器，內裝兩層鐵一鉻系高變觸媒，每層 頂底部各有一層100mm的氧化鋁球，高變觸媒床層內有一支以上熱電偶。
5. 根據權利要求3所述的一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，其特徵在於，低 溫變換爐（5)是一直立圓筒型氣相催化反應器，內裝兩層銅-鋅-鉻系低變觸媒；每層觸媒 的頂底均各有一層100mm的氧化鋁球，低變爐觸媒層設有一支以上熱電偶。
6. 根據權利要求3所述的一種製備合成氨的一氧化碳變換反應裝置，其特徵在於，所 述低溫變換爐（5)上還有調控閥。
【文檔編號】C01B3/16GK203998943SQ201420397137
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月17日 優先權日:2014年7月17日
【發明者】田維略 申請人:貴州興化化工股份有限公司