合成塔上段更換還原態(tài)催化劑運行小結

1、合成塔上段更換還原態(tài)催化劑運行小結合成塔上段更換還原態(tài)催化劑運行小結馬文天 陳高峰（X 省心連心化肥有限公司 新鄉(xiāng) 453731）1600mm 合成塔于20XX年11月投運,該合成塔為X省 安淳公司設計生產(chǎn)的川JD2000型一1600mm 氨合成塔，設計 能力 150kt/a, 開車后平面溫差及全塔阻力都較小。 系統(tǒng)經(jīng)不斷改 造,20XX年實際生產(chǎn)能力達到190kt/a。經(jīng)4年多滿負荷運行,自20XX年開頭，1600mm合成塔上段的催化劑活性逐步變差 , 熱點溫度下降。特殊是進入 20XX 年 3 月后,上層熱點溫度降至 約450 °C，因合成塔熱點溫度下移，氨凈值降低，造成合成系統(tǒng)

2、壓力 上升、塔后放空量增大。正常滿負荷生產(chǎn)時,壓力達 28.0MPa 以上（比上年同期高 1.5MPa）, 放空量在 2300m3/h 以上 （比上年同 期高 300m3/h） 。合成循環(huán)氫工藝指標被迫由原來體積分數(shù) 47%52% 提高到 55%60%, 造成合成氨產(chǎn)量下降 ,消耗明顯升 高。為此 ,公司打算于 20XX 年 5 月 15 日停車中修時更換上層一 段催化劑 ;同時為縮短系統(tǒng)停車時間、削減生產(chǎn)損失,本次催化劑選用X省安淳公司的還原態(tài)催化劑，節(jié)約了催化劑升溫還原時間。1 更換方案在更換上層催化劑時 ,不僅要考慮保護下層舊催化劑,不得進空氣 ,而且還要確保在裝填還原態(tài)催化劑時與空氣隔

3、絕。公司經(jīng) 過充分論證制定出人工掏挖、 羅茨風機抽吸及氮氣保護催化劑方 案,確保催化劑一次更換成功。(1) 系統(tǒng)停車降溫、卸壓 :按長期停車操作步驟停車 ,降溫速率 掌握在40 C /h。熱點溫度降到200 C時，切斷廢鍋與蒸汽網(wǎng)絡的 聯(lián)系，排盡廢鍋中的水。當催化劑層溫度降到50 C以下時為降溫結束 ,卸盡余壓。(2) 安全置換 :合成塔主進氣口、塔出口及分流冷副線進口管 加盲板與系統(tǒng)隔絕。 從合成塔環(huán)隙氣進口充氮氣置換環(huán)隙。 吊出 電爐 ,由主進氣管充入氮氣置換中心管。由合成塔二出充入氮氣 置換整個催化劑床層 ,由大蓋中心孔排氣。假如各充氮氣部位無 測壓點可利用 ,制作盲板時要做成能充氣的專

4、用盲板。(3) 吊出大蓋 :抽出測溫內(nèi)套管 ,吊出電爐絲 ,然后吊下合成塔 大蓋。拆下導氣軟管 ,刨去冷激氣管偏心盒蓋以及測溫中套管。(4) 取出上層催化劑 :從合成塔出口充入氮氣 ,保證催化劑床層正壓。打開催化劑筐蓋 ,取出過濾網(wǎng)板。在氮氣保護的狀況下 用羅茨風機將上段催化劑抽出。假如用人工掏挖,必需制定特地安全措施。 下到塔內(nèi)掏挖催化劑的操作人員要佩戴長管防毒面具 及穿隔熱服 ,以防窒息與燒傷。作業(yè)人員輪番下塔 ,專人看護?？?護人員留意站在上風頭 ,人數(shù)不少于 2 人。(5) 新催化劑裝填 :裝好過濾網(wǎng)板 ,在過濾網(wǎng)板上均等開 3 個孔與新催化劑專用包裝桶下料口對接,將催化劑放入催化劑筐

5、內(nèi)直至與篩網(wǎng)裝平。裝新催化劑時 ,保護氮氣不得中斷 ,防止催化劑氧 化。安裝催化劑筐蓋時應確保中心管不同心度小于 0.5mm 。焊 接用 A132 焊條。安裝下降管、冷激氣管填料。用 0.8MPa 氮氣 對內(nèi)件進行試壓 ,用肥皂水涂抹焊縫和填料 ,不鼓泡為合格。安裝 導氣軟管 ,焊冷激氣偏心盒和導氣管。(6) 封塔:合上大蓋 ,插入內(nèi)套管。 擰緊大蓋螺母后壓填料 ,中心 管填料用 50t 千斤頂壓 ,冷激氣管用 10t 千斤頂壓。安裝電爐及 熱電偶。進行系統(tǒng)置換 ,氣密性試驗合格后開頭開車升溫。2 實施過程中存在問題及解決方法(1) 掏挖1600mm 合成塔上段催化劑第1方案為人工掏挖。施工時

6、因保護氮氣量不足 ,打開內(nèi)件篩網(wǎng)板后催化劑表面溫度快 速升到300 C以上，人員根本無法進入塔內(nèi)，導致人工掏挖的方法 根本無法進行。如強行施工 ,人員安全無法保障 ,另外將使下部合 成催化劑氧化中毒受損 ,會直接影響到公司的利益。為此,快速將內(nèi)件封閉 ,在篩網(wǎng)板上開 3 個孔 ,用羅茨風機來抽催化劑和通氮氣 保護以準時能完成新催化劑裝填工作。 由于此次更換催化劑提前 預備了風機抽吸方案 ,才使更換催化劑工作能順當進行。(2) 在使用羅茨風機抽吸催化劑時 ,為了削減氮氣使用量 ,將 風機回氣管引回合成塔內(nèi)。 但這會導致風機出口溫度快速升高至 100 C以上，為防止風機損壞，每抽35min 必需停

7、風機降溫幾分 鐘。建議下次抽吸催化劑時在風機出口增加降溫設施。 本次更換 催化劑數(shù)量約 3,t 抽吸耗時約 40min 。3 更換催化劑后運行效果本次1600mm 合成塔上層更換還原態(tài)催化劑2.8t。更換催化劑開車后，1600mm 合成塔上層熱點溫度恢復正常指標(>470 C )。同等氣量下，系統(tǒng)壓力由27.8MPa降至26.0MPa,塔 后放空量由 2300m3/h 左右降至 2000m3/h 左右。 合成氨生產(chǎn) 能力提高 ,補充氣流量由中修前 65000m3 增至 69000m3, 循環(huán) 氣中甲烷體積分數(shù)由 13% 以下提高至 14.5% 左右。4 效益分析本次中修更換合成塔上層催化劑 2.8,t 可使合成催化劑使用 壽命延長 2 年,比更換全部催化劑 (54.0t) 大大節(jié)省催化