CN1067656C - 饱和煤气与变换气热交换防腐蚀方法及设备 - Google Patents

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Abstract

饱和煤气与变换气热交换防腐蚀方法及设备。用部分变换气与低温饱和煤气并流热交换，迅速提高饱和煤气温度，使其加热成远离露点的湿煤气，避免露点腐蚀，用另一部分变换气与提温后的湿煤气逆流热交换，将湿煤气加热至工艺要求温度后入变换炉。这种热交换方法所用设备为并逆流列管式热交换器、或者是一大、一小的两个列管式热交换器，本方法的优点可更好地利用原来移至水加热器的1/3变换气热量、防止露点腐蚀，设备结构简单、换热面积大，节约设备费用。

Description

饱和煤气与变换气热交换防腐蚀方法及设备
本发明是关于合成氨厂变换工段饱和煤气与变换气热交换的防腐蚀方法及热交换器设备。
在合成氨厂变换工段中，由饱和塔出来的煤气是水汽饱和煤气，这种气体对热交换器设备会产生严重的露点腐蚀，使得主热交换器泄漏，煤气串入变换气，对Co-Mo系变换催化剂危害严重，造成使用寿命很短，长者半年，短者十几天，需要经常更换热交换器，对合成氨生产厂造成很大浪费。热交换器最容易腐蚀泄漏的部位是处于露点附近的热交换器饱和煤气入口处，为了提高此处的温度避免露点腐蚀，常用一种预热泡罩热交换器，此种热交换器是在列管热交换器外部套上一个罩子，饱和煤气从泡罩下部先进入泡罩，与从下部进入列管管间的高温变换气通过列管换热器筒体将饱和煤气加温为露点以上湿煤气，然后由泡罩上部经列管管内从上至下与变换气进行热交换后由热交换器底部出，进入变换炉。概括来说用高温变换气在预热泡罩热交换器的同一端，与低温湿煤气先进行热交换，迅速提高湿煤气温度，来摆脱露点，得到防腐蚀效果。这种方法和设备的优点是设备结构简单，安装、检修方便，较容易清洗；缺点是泡罩尺寸大，费用较高；只靠内筒体将变换气热量传给低温湿煤气，传热面积小，湿煤气提温慢，对低温湿煤气加热不够，腐蚀部位湿煤气温度不高，离露点温度较近，腐蚀较强，内筒体死角处仍易腐蚀。
一氧化碳变换反应为放热反应，用变换气将湿煤气加热到工艺要求温度需2/3的变换气热量，多余的1/3变换气热量目前通过调温副线将热量移至水加热器，未很好地利用。
本发明的目的是克服上述饱和煤气与变换气热交换方法和预热泡罩热交换器的不足，提供一种饱和煤气与变换气热交换防腐蚀方法及设备。该方法可更好地利用1/3变换气热量，避免露点腐蚀，热交换设备的结构同一般热交换器一样简单、安装、检修方便，容易清理，而成本比预热泡罩热交换器低，换热面积大，无死角、均匀、腐蚀小、寿命长。
实现上述目的的技术方案是用一部分变换气与低温饱和煤气并流热交换，迅速提高饱和煤气温度，使饱和煤气加热成远离露点的非饱和湿煤气，避免露点腐蚀，用另一部分变换气与提温后的湿煤气逆流热交换，将湿煤气加热到工艺要求温度。
本发明用1/3变换气与低温饱和煤气并流热交换，迅速提高湿煤气温度，避免露点腐蚀，用2/3变换气同提温后的湿煤气逆流热交换，湿煤气进一步加热到工艺要求温度。
为实现上述目的还设计了并逆流列管式热交换器，该热交换器和一般列管换热器一样，由筒体、列管、管板和折流板组成，列管两头固定在管板上安装在筒体内，列管管内的筒体两头的流体(被加热饱和煤气)进出口相通，折流板将管间隔成折流通道，折流通道两头在筒体上有加热流体(变换气)的进、出口，其特点是加热流体(变换气)有主、副两个进口，一个出口；主副进口分别在筒体两头，出口在筒体中间部位靠近副进口，饱和煤气从进口到出口管内通道与变换气从副进口到出口管间通道成并流结构，为该热交换器并流段，与变换气从主进口到出口的管间通道成逆流结构，为该热交换器逆流段，在并流段有2个折流板，并流段的热交换面积占该热交换器总热交换面积的1/5，逆流段热交换面积占该热交换器总热交换面积的4/5。
为实现上述目的，热交换器还可设计成子母热交换器。为减少大热交换器更换次数，在大热交换器前设小热交换器，将变换气多余热量(1/3变换气热量)通过小热交换器采用变换气与饱和煤气并流而下热交换，将饱和煤气迅速提温到远离露点温度，然后入大热交换器与变换气逆流热交换加温到工艺要求去变换炉。
本发明的优点是：1、将原来通过调温副线把1/3变换气热量移至水加热器，改为用来迅速提高饱和煤气温度，使湿煤气远离露点温度，大大降低了对设备的腐蚀。并流段的热交换可代替调温副线调节变换炉入口煤气温度，省去了原不通过热交换器的调温副线。2、热交换器结构和预热泡罩热交换器同样简单，安装检修方便，容易清理，成本却比预热泡罩热交换器低1/3。热交换面积大。3、直接通过列管和管板提高煤气温度，无死角，换热均匀高效，能迅速将热传给饱和煤气。
本发明的实施例用附图给出。
图1是本发明实施例1的工艺和设备(并逆流列管式热交换器)结构图。
图2是本发明实施例2工艺和设备示图。
图1中筒体1、列管2、管板3、折流板4组成并逆流列管式热交换器，筒体1上端有低温饱和煤气进口5，下端有加热后的湿煤气出口6，煤气走列管管内，筒体1上部有高温变换气副进口8，下部有高温变换气主进口7，中部有变换气出口9，变换气走列管管间，从变换气副进口8到出口9间有2个折流板4，将列管管间隔成与煤气流向成并流的通道，这段为该热交换器并流段，从变换气主进口7到出口9间折流板4将列管管间隔成与煤气流向成逆流通道，这段为该热交换器逆流段。并流段热交换面积占总热交换面积的1/5。
一部分(1/3)高温变换气从副进口8入，与列管管内低温饱和煤气并流热交换，从出口9出，将低温饱和煤气迅速加热，使温煤气远离露点，保护低温湿煤气管板向下1米范围内列管免遭露点腐蚀，另一部分(2/3)高温变换气从热姿势器下部变换气主进口7入，在列管管间向上流到出口9出，与湿煤气逆流热交换，将湿煤气进一步加热到工艺要求温度后去变换炉，热交换后的低温变换气去下工序。
连接该热交换器的变换气副进口8的变换气管线起工艺调温副线作用，省去原来变换炉出口变换气去水加热器的调温副线。
安徽某化肥厂采用本发明的并逆流列管式热交换器，已用2年多现仍没泄漏，原列管热交换器只能使用半年就需更换，改用预热泡罩热交换器也只能用一年。
图2中饱和煤气与变换气热交换采用大小两个列管热交换器。10为小热交换器(预腐蚀热交换器)，11为大热交换器(主热交换器)，低温饱和煤气从小热交换器上部进口12进入，走列管管内，与热交换器上部进口15进入走列管管间的部分(1/3)高温变换气并流而下，进行热交换，迅速被加热到远离露点温度后由下部出口13出，再入主热交换器11下部，向上流从上部出口14出，与从主热交换器11上部17进，下部18出口出的管间高温变换气(2/3的变换气)进行逆流热交换，加热到工艺要求温度(入变换炉的温度)。19为调温副线。经大、小热变换器换热后的低温变换气去下工序。
在主热交换器前加预腐蚀热交换器，可以避免主热交换器遭湿煤气露点腐蚀，减少更换主热交换器次数，节省费用。
本饱和煤气与变换气热交换防腐蚀方法和设备，亦适用于石油、化工等其他类似防止露点腐蚀，或局部产生严重腐蚀的场合。

Claims (4)

1、饱和煤气与变换气热交换防腐蚀方法，其特征是用1/3变换气与低温饱和煤气并流热交换，迅速提高饱和煤气温度，使饱和煤气加热成远离露点的非饱和湿煤气，避免露点腐蚀，用2/3变换气与提温后的湿煤气逆流热交换，将湿煤气加热到工艺要求温度。
2、用于权利要求1所述的方法的设备，并逆流列管式热交换器，由筒体(1)、列管(2)、管板(3)和折流板(4)组成，列管(2)两头固定在管板(3)上安装在筒体(1)内，列管(3)管内和筒体(1)两头的饱和煤气进出口(5)、(6)相通，折流板(4)将管间隔成折流通道，折流通道两头在筒体(1)上有变换气主进口(7)、出口(9)，其特征是在筒体(1)上还有变换气副进口(8)，饱和煤气从进口(5)到出口(6)管内通道与变换气从副进口(8)到出口(9)的管间通道成并流结构，并流热交换段，与变换气从主进口(9)到出口(9)的管间通道成逆流结构，逆流热交换段。
3、如权利要求2所述的设备，其特征是并流热交换段有2个折流板(4)。
4、如权利要求2所述的设备，其特征是并流热交换段的热交换面积占设备总热交换面积的1/5。
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