一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备及其方法与流程

本发明涉及一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备及其方法，适用于合成氨耐硫变换工段不锈钢设备及管道防腐蚀工艺技术，属于煤制合成氨耐硫变换工艺技术领域。

背景技术：

在煤制合成氨耐硫变换工艺中，水煤气中含有大量的co2、h2s、cos、nh3及大量饱和水蒸汽，通过变换反应后会产生更多的co2及未参与反应的h2s、cos、nh3和未反应完的大量的饱和水蒸汽，反应后的变换气经过多次的换热回收热量降温后将饱和水蒸汽冷凝并多次分离；而随着变换气的温度的降低，气相中nh3的溶解度增大而溶解在冷凝液中被分离出去，而在相同温度下气相中的co2、h2s、cos等酸性介质在液相中溶解度远远小于nh3的溶解度，co2、h2s、cos等酸性介质只有在变换气温度很低的情况下逐渐在耐硫变换工段末端增大并电离出大量的氢离子、硫离子而使变换工艺冷凝液的酸性不断增强，当达到在高压下一定具有腐蚀破坏能力的酸度溶液时，对变换气工艺冷凝液经过的变换不锈钢设备及管线就开始不间断的进行腐蚀。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低，合成氨耐硫变换工段的防腐设备及其方法，可以克服现有技术的不足。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备，它包括脱盐水加热器，所述脱盐水加热器进口与变换工段的出气口连接，出口通过管线依次与第一水分离器、变换气水冷器、第二水分离器相连，所述变换气水冷器的进口处通过带开关阀的管线与加碱性物质源连接；所述第二水分离器的出口管线与在线ph分析仪相连，所述在线ph分析仪与dcs控制系统的信号接收端连接，而dcs控制系统的信号输出端分别与脱盐水加热器的温度调节器和加碱性物质源的开关阀相连。

在前述第二水分离器的出口管线上设有节流阀，dcs控制系统的信号输出端与所述节流阀相连。

前述加碱性物质源为氨。

一种基于前述的合成氨耐硫变换工段防腐设备的方法，其包括以下步骤：

s1、由dcs控制系统调节脱盐水加热器的初始换热温度t0，水煤气在变换工段经变换反应后，其变换气经脱盐水加热器、第一水分离器、变换气水冷器和第二水分离器，进行换热、分离、冷凝、再分离后，得到冷凝液；

s2、由在线ph分析仪实时监测冷凝液的ph值，并将监测信号反馈到dcs控制系统，由dcs控制系统给出相应指令；

s3、冷凝液的ph值为中性或偏碱性，dcs控制系统控制脱盐水加热器（2）保持在初始换热温度t0进行换热；

冷凝液的ph值为酸性，dcs控制系统分两路进行调节，

第一路，打开加碱性物质源的开关阀，在变换气水冷器内加入碱性物质；

第二路，提高脱盐水加热器的换热温度t1；

s4、冷凝液的ph值达到中性或偏碱性一段时间后，dcs控制系统关闭加碱性物质源的开关阀，并使盐水加热器保持在步骤s3中换热温度温度t1下进行操作；

s5、重复步骤s2～s4操作，直到在不需要加入碱性物质源的前提下，脱盐水加热器保持最终的换热温度tn，使冷凝液的ph值达到中性或偏碱性；

s6、将最终的换热温度tn存入dcs控制系统，以备下次使用。

前述dcs控制系统设定的脱盐水加热器的初始换热温度t0为85-90℃。

前述冷凝液的ph值为酸性时，由dcs控制系统调节变换气水冷器出口管线上的节流阀开度。

前述步骤s4中，当冷凝液的ph值呈中性或偏碱性10-15min后，dcs控制系统关闭加碱性物质源的开关阀，并使盐水加热器保持在步骤s3中换热温度温度t1下进行操作。

前述脱盐水加热器的换热温度t1...tn以每次5℃或10℃的递增规律进行提高。

前述步骤s6中，所述dcs控制系统根据存入的最终换热温度tn，作为下次操作的脱盐水加热器的初始换热温度进行操作。

与现有技术比较，本发明公开了一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备，它包括依次相连的脱盐水加热器，第一水分离器、变换气水冷器和第二水分离器，所述变换气水冷器的进口处增加了加碱性物质源，所述加碱性物质源通过开关阀控制通断；所述第二水分离器的出口管线处增加在线ph分析仪和与之连接的dcs控制系统，所述dcs控制系统的信号输出端分别与脱盐水加热器的温度调节器和加碱性物质源的开关阀相连；本发明还公开基于上述设备的防腐方法，通过在线ph分析仪实时监测冷凝液的ph值，并将其反馈到dcs控制系统，dcs控制系统分两路进行调节，一路是打开加碱性物质源的开关阀，在变换气水冷器内加入碱性物质，其可以快速完成酸性冷凝液的酸碱中和反应，及时防止酸性冷凝液对不锈钢设备及管线的腐蚀；第二路，提高脱盐水加热器的换热温度t1，减少变换气中的气氨在第一水分离器中的冷凝，并且通过变换气水冷器冷凝后，在第二水分离器中分离下来，使从第二水分离器出口出来的冷凝液成为中性或偏碱性，在减少碱性物质源消耗的前提下，达到防止不锈钢设备及管线在高压常温下不被酸性冷凝液腐蚀而发生安全环保事故。另外经过多次调节换热温度，不仅可以有效防止不锈钢设备及管线的酸性腐蚀，而且可以得到最佳的脱盐水加热器的换热温度，并将最终的换热温度存入dcs控制系统，下次进行操作时，直接将最终的换热温度用于脱盐水加热器的换热操作，不仅可以防止不锈钢设备及管线的酸性腐蚀，并且提高了工作效率。

本发明采用智能化设计，实现灵活调节合成氨耐硫变换工段的冷凝液的ph值，有效防止此工段不锈钢设备及管线的酸性腐蚀，提高了设备的使用寿命，节约碱性物质源的消耗，节省人工调节和维修成本，省时省力，生产效率高，实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：

如图1所示，一种合成氨耐硫变换工段的防腐设备，它包括脱盐水加热器2，所述脱盐水加热器2的进口与变换工段1的出气口连接，出口通过管线依次与第一水分离器3、变换气水冷器4、第二水分离器5相连，所述变换气水冷器4的进口处通过带开关阀9的管线与加碱性物质源8连接；所述第二水分离器5的出口管线与在线ph分析仪6相连，所述在线ph分析仪6与dcs控制系统7的信号接收端连接，而dcs控制系统7的信号输出端分别与脱盐水加热器2的温度调节器和加碱性物质源8的开关阀9相连。

在第二水分离器5的出口管线上设有节流阀10，dcs控制系统7的信号输出端与所述节流阀10相连。

所述加碱性物质源优选为氨。

基于上述合成氨耐硫变换工段的防腐设备的防腐方法，其具体包括以下步骤：

（1）由dcs控制系统7调节脱盐水加热器2的初始换热温度t0，水煤气在变换工段1进行变换反应后，得到的变换气经脱盐水加热器2、第一水分离器3、变换气水冷器4和第二水分离器5，进行换热、分离、冷凝、再分离后，得到冷凝液。

优选地，dcs控制系统7设定的脱盐水加热器2的初始换热温度t0为85-90℃。

（2）由在线ph分析仪6实时监测冷凝液的ph值，并将监测信号反馈到dcs控制系统7，同时dcs控制系统7根据相应的ph值给出指令；

（3）冷凝液的ph值进行为中性或偏碱性，dcs控制系统7控制脱盐水加热器2保持在初始换热温度t0进行换热；

冷凝液的ph值为酸性，dcs控制系统分两路进行调节，

第一路，打开加碱性物质源8的开关阀9，在变换气水冷器5内加入碱性物质，可以及时完成酸性冷凝液的酸碱中和反应，及时防止酸性冷凝液对不锈钢设备及管线的腐蚀；

第二路，提高脱盐水加热器2的换热温度t1；

使冷凝液的ph值达到中性或偏碱性。

另外，由dcs控制系统7调节变换气水冷器5出口管线上的节流阀10开度，预留酸性冷凝液的酸碱中和反应的时间，进一步防止酸性冷凝液对不锈钢设备及管线的腐蚀。

（4）冷凝液的ph值达到中性或偏碱性一段时间后，优选为10-15min，dcs控制系统7关闭加碱性物质源8的开关阀9，并使盐水加热器2保持在步骤s3中换热温度温度t1下进行操作。

（5）重复步骤s2～s4操作，优选地，所述脱盐水加热器2的换热温度t1...tn以每次5℃或10℃的递增规律进行提高；直到在不需要加入碱性物质源8的前提下，脱盐水加热器2保持最终的换热温度tn，使冷凝液的ph值达到中性或偏碱性；

（6）将最终的换热温度tn存入dcs控制系统，以备下次使用。

具体地，所述dcs控制系统7可以根据存入的换热温度tn作为下次操作的脱盐水加热器2的初始换热温度进行操作，可以有效防止冷凝液对不锈钢设备及管线的腐蚀，同时提高生产效率。