氨合成催化剂操作手册.doc

氨 合 成 催 化 剂操作手册 中石化集团南京化学工业有限公司催 化 剂 厂二二年感谢 选用中石化集团南京化学工业有限公司催化剂厂红三角牌催化剂！南化催化剂厂愿与广大红三角牌催化剂用户携手共进，共创美好未来！目 录1、 引言2、 物化性能及工业使用条件3、催化剂的使3.1选型3.2装填3.3还原3.4 轻负荷期3.5停车3.6维护保养4、催化剂的微机管理1、引言中国石化集团南京化学工业有限公司催化剂厂是我国最早生产催化剂的企业，也是催化剂行业第一家通过质量体系认证（ISO9002）的专业生产厂。目前能够生产40多个品种、90多个型号的化肥、石油化工、有机化工催化剂。氨合成催化剂是传统的优势产品，广泛用于国内大、中、小型各类高低压或等压制氨装置，并出口多个国家和地区。合成氨工业的最终目标是氢、氮化合生成氨。氨的合成则是通过催化过程来实现的。氨合成催化剂的合理正确使用是用户效益体的关键所在。氨合成催化剂的使用，包括从催化剂的选型开始，到催化剂的装填、活化、正常操作、维护保养以及状态预测等一系列过程。催化剂的性能只有通过工业化应用才能得以体现。催化剂使用水平的高低影响着催化剂性能的发挥。为了您更好的使用好催化剂，在使用氨合成催化剂前，敬请阅读本手册2、催化剂的特性南化催化剂厂现有A110-1、Ac(A201)、A202、ZA-5、NC(ICI)74-1等多个型号的氨合成催化剂及其预还原产品。2.1物化性能表1、各型号氨合成催化剂的物化性能型号A110-1ACA202ZA-5NC(ICI)74-1外形具有金属光泽的黑色不规则固体颗粒尺寸mm1.5-3.0、2.2-3.3、3.3-4.7、4.7-6.7、6.7-9.4、9.4-13.0等常用规格，特殊粒度可根据用户要求提供堆密度Kg/m32700-30002700-30002700-30003000-34002700-3000系列铁系铁钴铁钴亚铁铁钴2.2化学组成表2、各型号氨合成催化剂的化学组成型号化学组成A110-1氧化铁为活性组分，氧化铝、氧化钾、氧化钙为助剂AC氧化铁、氧化钴为活性组分，氧化铝、氧化钾、氧化钙为助剂A202氧化铁、氧化钴为活性组分，氧化铝、氧化钾、氧化钙为助剂，添加适量特殊助剂ZA-5亚铁Fe(1-x)O为活性组分,添加多种特殊助剂NC(ICI)74-1氧化铁、氧化钴为活性组分，氧化铝、氧化钾、氧化钙为助剂2.3活性指标及执行标准表3、各型号氨合成催化剂的活性指标及执行标准型号活性（出口氨含量，%）产品执行标准耐热前耐热后A110-113.513.5HG3550-1990A110-1-H12.512.5Q/320000NH035-1999AC14.514.0Q/SHNJ012-2001A202Co3O40.4013.8Q/SHNJ126-2001ZA-517.017.0按A110-1标准NC(ICI)74-114.714.2Q/320000NH113-1999NC(ICI)74-1-H13.013.0Q/SHNJ133-20012.4工业使用条件表4、各型号氨合成催化剂的工业使用条件型号工业使用条件温度压力MPa空速h-1A110-1360-53010.0-35.01-5104A110-1-H360-53010.0-35.01-5104AC360-53010.0-35.01-5104A202350-51010.0-35.01-5104ZA-5350-51010.0-35.01-5104NC(IC)74-1350-5008.0-35.01-5104NC(IC)74-1-H350-5008.0-35.01-51043、催化剂的使用3.1选型 确定了合成氨的生产工艺和合成塔内件型式以后，如何选用合适的催化剂是首要的。催化剂选用得当，不仅其性能可以在使用条件下得以充分发挥，满足设计要求，且可以突出和证实该合成氨工艺和合成塔结构的特点。催化剂的选用一般包括催化剂型号的确定和粒度的选择。 3.1.1型号的确定 合成氨生产工艺不同，特别是合成塔内件存在差异，必然要求与之相适应、相匹配的催化剂。通过对各类催化剂的性能比较，以及各种制氨流程和合成塔使用催化剂的状况分析，一般认为对于个别使用温度较高，合成塔需长期处于高温状态的尽可能采用如A106、A109高温型催化剂；而对于大型节能流程(如AMV、Braun、LCA等)或目前我国中小型绝大多数中压产氨流程以及各类型塔内件来说，都希望催化剂具有低温下的优良品质，甚至在低压下也能很好地运行。这一类型催化剂有A110-1、AC、A202、ZA-5、NC(ICI)74-1及其预还原产品。 预还原催化剂近年来不仅在大型氨厂得到普遍推广，而且在中小型化肥厂也得以广泛应用，是因其具有显而易见的优越性。 首先是缩短氨厂大量的非生产时间。对于全炉使用预还原催化剂来讲，催化剂的还原时间仅占氧化态催化剂还原时间的13左右，相对增加了合成氨的有效生产时间，且降低开车费用。 其次，预还原催化剂的还原实际上只是钝化膜的脱除。由于被钝化部分的氧含量仅占未还原催化剂氧含量的810(随颗粒大小而略有不同)，而且钝化膜中氧与铁的结合较为松驰，因而在催化剂还原时很容易脱除，还原温度比氧化态催化剂大约低 100左右。随着还原的进行，可利用产氨反应热来弥补加热器能力之不足。 此外，由于预还原催化剂在还原时出水量少，相对生成的稀氨水的量也有限，避免了因处理大量流出物而带来的麻烦；而且在还原过程中水汽也容易控制，减少了催化剂水汽中毒的可能性。使用预还原催化剂所获得的经济效益也是显著的。通过对使用该型号催化剂综合能耗的粗略计算，对于日产1000吨合成氨的大型氨厂来说，提前一天转入正常生产，即可创效益百十万元；而中、小型厂也将有几万至几十万的收益。预还原催化剂将成为未来制氨装置的主要选择。 3.1.2 粒度的选择对气固相催化反应扩散效率因子和反应动力学模型分析表明，要使氨合成催化剂有较高的表面利用率，必须有较为适宜的颗粒尺寸。事实上，对于氨合成催化剂而言，催化剂的还原进程和还原质量都与催化剂的颗粒大小有着密切的关系。首先，催化剂的还原是由表及里“掘井”式进行的，必然存在扩散控制，因而也就影响着催化剂的还原速率；此外，氨合成催化剂还原产物之一是水，而水又是该催化剂的毒物，当还原反应受扩散控制时，势必增加水在孔道中的停留时间，致使催化剂已还原部分氧化，造成活性下降。基于两方面的认识，催化剂的粒度应是越小越好。但是对于工业化使用催化剂而言，这种要求不可能是无限的。因为催化剂的颗粒度越小，则产生的床层阻力就越大。用科兹尼卡曼(KozneyCarman)方程来表示气体流经催化剂床层的阻力降Dp，则： 式中，Dp一床层阻力降，kgcm2fm 阻力系数，取决于催化剂形状系数fs和雷诺数ReL 床层高度，m G 气体的重量流速，kgse 空隙率，n 运动状态指数 Dp催化剂颗粒的当量直径，mfs 催化剂形状因子g 重力加速度，9.8lms2rf气体重度，kgm3 从方程可以看出，床层阻力降取决于催化剂颗粒的当量直径Dp、形状因子fs、阻力系数fm以及空隙率e；即粒度越大，Dp越小；催化剂球化度越高，Dp、fs越大，虽然e小，但fm也小，因而p也越小；反之p 越大。如果仅仅就床层阻力降来说，应尽可能选择颗粒较大，球化程度较高的催化剂。 综上所述，对于给定的合成氨生产工艺和合成塔内件，当确定了所用催化剂型号后，就需要选择理想的催化剂粒度分布，满足较高的催化活性和尽可能小的床层阻力降。表 5、6分别给出了无定形氨合成催化剂粒度与相对活性、相对压力降的关系以及基本塔型常用催化剂粒度选择。表5、 粒度、活性与压降关系粒度规格mm相对活性()相对压降()1-1.51001001-398.473.52-492.940.83-686.726.03-985.221.96-979.713.96-1278.112.2 说明：不同型号催化剂相对活性及相对压降随粒度变化有所不同。表6、基本塔型与催化剂粒度塔 型常用催化剂的颗粒度mmf500 f6002.2-3.3,3.3-4.7f600 f8003.3-4.7,4.7-6.7f800 f10004.7-6.7,6.7-9.4大型轴向塔6.0-10.0轴径向、径向塔1.5-3.0说明：(1)轴向塔在装填催化剂时，塔底及顶部适当装些 较大颗粒的催化剂；(2)综合考虑催化剂活性和床层压降，催化剂粒度的选择可能是两种或多种粒度的组合。32 装填 催化剂装填质量将直接影响催化剂性能的发挥和生产的正常进行。 催化剂装填原则是“紧密性”和“均匀性”。如果装填中出现架桥现象或颗粒效应，势必会导致气流短路或沟流，造成床层各部位合成反应的差异，严重的会使操作恶化以至不能维持生产，甚至损坏设备。 在装填之前须进行催化剂过筛。在运输过程中，由于催化剂颗粒间的相互摩擦和撞击，引起颗粒破碎而产生少量碎末和细粉，不经过筛进行装填，会增加床层压力降，如碎末和细粉被带人合成系统其它设备或管道，将导致整个合成系统阻力上升。 此外，装填前还必须对合成塔的催化剂支撑篦条或金属支撑网进行检查，防止因篦条或支撑网的破损造成催化剂随气流的冲击而漏人下部换热器或其它管道、设备，造成严重的堵塞事故。 催化剂的过筛应就具体粒度选择适宜的筛网，见表7。表7、 催化剂粒度与筛网尺寸催化剂粒度mm过筛可选用的筛网尺寸mm1.5-3.00.9-1.32.2-3.30.9-1.33.3-4.71.3-2.74.7-6.73.0-4.06.7-9.44.0-5.510-206.0-10.0过筛必须做到既能筛完全，又不致于催化剂再次磨损。通常的做法是将催化剂由斜支撑的筛网自上而下地溜下去，这样利用催化剂本身的重力进行筛分，不仅可以达到过筛的目的，且可避免催化剂颗粒间的相互摩擦和撞击，减小了催化剂不必要的破碎和损失。 装填催化剂应根据不同的塔内件采取相应的装填方法。对于塔径较小，且为冷管型的合成塔而言，可以采用“螺旋式散洒”方式进行，每装填一定量的催化剂后(通常为 500kg)可用铝棒轻轻捣实，并注意每一位置催化剂的高度是否一致，以便于及时调整散洒方向。对于塔径较大(f16003200)且为径向或轴向的大型合成塔，由于气流流经的截面积大，路程短，装填要求更高。最好能使用漏斗或金属软管进行装填，但必须保证各个部位的均匀性，不要把催化剂堆放在一个位置。如果需人进塔装填，则还必须注意人不能直接踩在催化剂上，必须用木板垫脚。装填一定高度后，用机械振荡器按一定方式 (有模板)振荡规定的时间，再对照预先根据理想的堆积密度算好的相应床层高度，对照是否吻合，以决定下步的装填。 催化剂装填过程，还应当注意以下几点： (1)选择晴朗的天气，防止催化剂受潮。 (2)远离催化剂毒物，避免遭受污染。 (3)预还原催化剂过筛时避免阳光直射。 (4)预还原催化剂装填时，还需要安装临时测温电偶，监测床层温度。通常装填时还通人微量的氮气，以防止催化剂因钝化膜的破坏而氧化。 (5)进塔装填预还原催化剂，必须有安全保证措施。(6)对于不同型号、不同形态的催化剂的组合装填，应遵循高温在下(后)，低温在上 (前)的原则。3.3还原氧化态的催化剂并不具备催化活性，使用前必须经过还原活化处理。催化剂的活性不仅与其化学组成、物理结构和制备方法有关，还与催化剂的还原过程有关。3.3.1 还原进程与还原质量的影响因素 氨合成催化剂的还原通常是在合成气的气氛中进行的。还原过程中一般认为只有 Fe304被还原，而其它助剂仍以氧化物的形式存在。还原主要化学反应式为：Fe304(s)+4H2(g)二3a-Fe(s)+4H20 (g) 3.3.1.1 温度的影响提高温度，有利于反应速度的加快，缩短还原进程以及化学平衡的向右移动，促使还原反应的完全彻底。但过高的温度会引起铁微晶的长大或烧结，造成催化剂活性表面或活性中心的减少，降低催化剂的本征活性。 3.3.1.2 压力的影响从还原反应的特点来看，压力不影响反应的平衡，但可以加快反应速度。还原过程中由于生成的水汽不断被除去，平衡因此不断被破坏，压力的提高有利于缩短还原达到平衡的时间。此外，增加压力还是提高空速和加强氨合成反应的有效手段。但压力对于还原反应的水汽扩散起着抑制作用，压力提高，催化剂颗粒内部水汽的逸出变得困难，增加了催化剂水汽中毒的机会。3.3.1.3空速的影响空速的提高一般是通过加大循环量或提高系统压力来实现的。还原阶段提高空速，可以缩短水汽与催化剂活性位的接触时间，减少水汽对催化剂反复氧化还原的可能性，从催化剂微孔结构的形成来看，比表面积得以增大。同时由于氢空速也随之提高，加快了还原反应的进行。但空速的提高常受制于加热器的能力。3.3.1.4水汽的影响水汽既是反应的产物，又是催化剂的毒物。不论是从还原反应的要求来讲，还是从保护催化剂活性的角度考虑，降低系统水汽含量都是必要的。所谓的快速还原法，还原过程水汽达10gNm3，甚至更高，这不可取也是不允许的。3.3.1.5氢浓度的影响 氢作为还原介质，增加其浓度相当于提高还原反应的推动力，有利于平衡向生成物方向移动，促进还原反应的进行。在还原初期应控制较高的浓度，以便有较高的还原速率。还原主期可作适当调整。3.3.1.6反应器内件型式的影响 就化学反应的本身速率而言，只与反应组份的浓度、温度以及催化剂有关，而与反应器的大小无关，但实际上，化学反应进行的同时，必然伴随着反应组分的传递，反应热的吸收和释放，反应物料的混合等物理过程。这些过程又影响着反应物的浓度和温度，因而研究化学反应还应当联系反应器的尺寸和形状。目前我国氨合成塔就内件型式而言，大型化肥厂和部分中型氮肥厂基本上都是冷激型的轴向塔、径向塔、轴径向塔。这类塔催化剂的还原还是比较容易的。而其它中、小型化肥厂冷管型内件居多，由于还原过程存在着冷壁效应，催化剂的还原相对困难得多，特别是塔底温度很难提得起来(均温型轴向塔轴向温差较小)，催化剂的还原度将受到限制。 3.3.2 拟订还原方案还原方案大致包括以下几项内容：3.3.2.1准备工作 (1)转动设备处于良好的待运状态，防止因设备故障而造成停车事故。(2)合成塔测温电偶及其它仪表已经校验，避免仪表偏差导致操作失误。(3)水汽分析工作准备完毕。 水汽分析使用较多的有色谱法、干冰法等等。一般常用的是传统的烧碱石棉吸收法。用这种方法在操作中应注意以下几点：烧碱石棉应符合质量要求，使用前应在 3505下烘干4h；取样点要合理，应紧靠合成塔出口，且管线不宜过长；每半小时分析一次水汽浓度，采用连续通气法，流速以 2Lmin为宜；吸收管次序不能颠倒。计算公式：式中：D G1、DG2分别为两吸收管的增重，mgt为室温，p、PHo分别为大气压以及饱和水蒸汽压, mmHgA为出塔氨含量，3.3.2.2指标的拟定 综合影响催化剂还原因素，对于不同型号的催化剂的升温期、还原初期、主期和末期，根据其出水特点可分别给出相应的指标。但总的原则是高空速、高热负荷、高氢、低水汽、低平面及轴向温差以及尽可能低的压力。根据催化剂的特点，还原过程大致可分为以下几个阶段。 升温期：此过程仅仅是脱除微量的物理水，升温速率可适当快些，一般在4050h。 还原初期：还原反应刚开始，反应并不激烈，水汽浓度一般不会超出指标，升温速率控制在810为宜(按催化剂型号来决定，以下几个阶段相同)。 还原主期：由于反应猛烈，水汽可能会超指标，可采取控制升温的办法控制水汽浓度。还原末期：还原趋于结束，可根据需要进行一些指标的调整，对于冷管型合成塔，应最大限度地提高床层底部温度并自然地过渡到负荷调整期。表8-13分别为A110-1、A110-1-H、AC、A202、ZA-5、NC(ICI)74-1型氨合成催化剂的还原指标。表8 A110-1氨合成催化剂的还原指标时期时间h热点温度升温速率/ h压力MPa氨冷温度入塔氢%水汽浓度10-6 v/v阶段累计升温期1010室温320-40350568-还原初期2030320360360400510557-10-5701500还原主期7010040045045049023视情况79-15-10703000还原末期20120490500视情况912调整调整200轻负荷期241444605-5-1024正常-表9 A110-1-H氨合成催化剂的还原指标时期时间h热点温度升温速率/ h压力MPa氨冷温度入塔氢%水汽浓度10-6 v/v阶段累计升温期88室温200-40350568-还原初期18262004101557-10-5701000还原主期7334104801079-15-10701000还原末期6394805005912调整调整200轻负荷期24624605-5-1024正常-表10 AC氨合成催化剂的还原指标时期时间h热点温度升温速率/ h压力MPa氨冷温度入塔氢%水汽浓度10-6 v/v阶段累计升温期1010室温31040350568-还原初期151825283104005657-10-5701500还原主期4045657340048023视情况79-15-10703000还原末期10157588480495视情况912调整调整200轻负荷期24991124555-10-524正常-表11 A202氨合成催化剂的还原指标时期时间h热点温度升温速率/ h压力MPa氨冷温度入塔氢%水汽浓度10-6 v/v阶段累计升温期1010室温31040350568-还原初期1518252831040056 57-10-5701500还原主期5870839840048023视情况79-15-10703000还原末期101596110480495视情况912调整调整200轻负荷期244605-10-524正常-表12 ZA-5氨合成催化剂的还原指标时期时间h热点温度升温速率/ h压力MPa氨冷温度入塔氢%水汽浓度10-6 v/v阶段累计升温期88室温300 40605805751000升温期513300400304058-10-5801000还原期1020233340079-15-10803000还原期3040537340043015910-15-10803000还原期20739343048010121012调整801000表13 NC（ICI）74-1氨合成催化剂的还原指标时期时间h热点温度升温速率/ h压力MPa氨冷温度入塔氢%水汽浓度10-6 v/v阶段累计升温期1010室温320-40350568-还原初期2030320360360400510557-10-5701500还原主期7010040045045049023视情况79-15-10703000还原末期20120490500视情况912调整调整200轻负荷期241444605-5-1014正常-制定还原指标除以上必须考虑的各项因素外，还应当结合本厂的实际情况，如合成塔内件形式、氨冷能力、加热器能力、调氢手段等。尽量把各方面的条件估计得充分一些，力求制订出一个较为切合实际的方案。3.3.2.3紧急情况的处理 还原过程中难免有外部条件突然发生变化的情况。如何及时正确地进行处理，这对保护催化剂起着重要的作用。 突然停电：还原进行过程中，特别是处于出水主期，系统水汽浓度较高时，突然发生停电情况，除按正常步骤操作外，系统必须放空，必要时还应当进行系统置换，以降低水汽含量。在卸压操作中应注意，卸压速度不得过快，防止在催化剂颗粒内外造成过大压差，导致催化剂的破碎粉化，此外还应当防止产生静电火花以及发生气体倒流。 电炉故障：还原过程中电炉出现问题是较为常见的，尤其是小化肥厂。当电流电压表突然无指示，就可能是调控装置发生问题或是电炉丝出现故障，这时不可以立即停循环机，当确信系统水汽较低时，方可停车修理。气质差：往往由于净化工序出问题，导致合成气中微量跑高，这时应灼情减量乃至切气，大型氨厂净化条件好，一般仅在几个ppm (指标lOppm)，而相对净化条件较差的中小型化肥厂控制在25ppm以内，另外，铜洗流程的中小化肥厂，还原过程气体夹带铜液或因氨分离不完全进口氨太高，都可能使还原温度发生跨温现象。3.3.3还原过程的进行与调整3.3.3.1当对合成回路检查认定后，可对系统进行试压、置换(O20.5为合格)、充压，并开启循环机。3.3.3.2在保证电炉安全使用气量的前提下缓慢地把电炉功率调至最大(一般在4h内把电炉调至满量)，对于使用开工加热炉的厂，可调节烧嘴数量以调整气流量来满足升温要求，尽可能从开始就尽量缩小床层轴向温差。电炉的安全气量可按下式计算： 式中：V为安全气量，Nm3/h；U、I分别为电压V，电流A；Cp混合气体的热容，一般取29302kJ(7.0kcal)/mol.；Dt表示电热丝与气流间的温差，一般可取200；C是安全系数，一般取1.11.203.3.3.3随着还原反应的进行，催化剂便开始具有活性，还原过程将伴随着氨的合成，此时还原反应所需的热量不仅来自加热器，还来自氨合成反应热。当供热大于吸热时，床层温度将上升，为了控制床层温度在需要的范围，可采取加大循环量的办法，使得氨的合成反应“均匀分布”在整个床层而不致于集中在某一段或某一部位上。3.3.3.4 在增加循环量的过程中，只要能满足床层温度要求，就不必轻易加压，否则可适当提高系统压力。但应注意的是，往往在提压时，温度并不如预期的那样上升，反而是呈下降趋势，这可能是因为催化剂的活性尚不够强烈或者合成气氢氮比并不理想，可耐心调节循环量或氢浓度。3.3.3.5加大空速对降低系统水汽浓度是有利的，特别是在还原主期。在出水太猛，需空速又较高，此时电炉功率已达最大，而产氨反应并不剧烈时，应放慢升温速，率，采取“阶梯式”升温方式，尽可能把每一温度下的水出净。3.3.3.6当合成系统配置的循环机量已加满 (当然这里是以满足床层温度为前提的)，根据经验，这时催化剂的还原基本已接近尾声，催化剂的催化行为异常活跃，对氢氮比也十分敏感，根据床层底部温度及系统水汽情况，决定还原是否继续进行。通常对于较易还原的塔，床层最低温度能达到475485，甚至可更高一些。而较难还原的塔(如三套管型的塔)，底部温度在465左右，而水汽连续4h0.2gNm3，可视为还原结束。这里应当注意的是，对于不同的催化剂有不同的温度指标，比如NC(ICI)74-1的最终还原温度为450。3.3.3.7还原结束后，可按适当速率提高系统压力，并逐步减小至切掉加热器，然后调节循环量至正常生产。3.3.3.8同平面温差。还原过程中可能出现一系列的问题，而催化剂床层出现同平面温差应该说是最难处理的。所谓同平面温差就是指在催化剂床层的同一平面上的温度差异，对于轴向塔来讲就是表现在直径方向的不同位置上的温差。造成平面温差的原因可能是催化剂装填不均匀，引起床层内气体偏流，催化剂还原的程度不一；也可能是设备本身有缺陷，如冷管排列不均匀或内件泄漏；还可能操作存在失误，比如说温度控制过低，甚至处于敏感区域内操作等。同平面温差过大，不仅催化剂不能充分利用，造成合成塔生产能力下降，更为严重的是会使得内件受热不均匀而产生应力，可能导致内件受损，甚至发生内件变形引起合成塔外壳温度过高威胁安全生产。一旦催化剂还原过程中出现了同平面温差，首先应该搞清其产生的原因，然后采取相应的措施。如果是由于催化剂还原不均造成同平面温差过大，则随使用时间的延长，高温区催化剂的活性衰退，温差也可能缩小。如果是由于设备本身设计有误或存在泄漏，只要一加负荷，同平面温差将更加增大，这时可以适当减负荷生产，降低压力，减少循环量和适当提高床层人口温度，以抑制高温部分加强低温部分的反应。如此一段时间后，低温部分催化剂逐步还原彻底，活性得以提高，温差会自动缩小。如果是偏流引起的同平面温差过大，则随使用时间的延长，高温区催化剂的活性衰退，温差也可能缩小。如果是由于设备本身设计有误或存在泄漏，只要一加负荷，同平面温差将更大，这时就应当机立断，进行停车处理。如果是由于操作不当引起同平面温差，这时温差表现得稍大，但基本恒定不变，应立即正确操作，尽可能稳定在催化剂的正常使用温度范围内。3. 4负荷调整期 事实上，氨合成催化剂在还原一开始就具备了催化活性(尤其是预还原催化剂)。此时不可避免地发生氨的合成。严格地讲，合成氨的生产就已经开始了，随着还原反应的不断进行，催化剂的活性表现得更加活跃，氨合成反应更加强烈，只不过在还原过程人为控制还原反应居于主导地位，目的是使催化剂的还原完全彻底。所以说，催化剂投用的负荷调整期是一个被动过程，一旦还原结束，就自然地转人生产阶段，此时不急于加满负荷的目的仅在于熟悉在用催化剂的脾性，摸索操作规律，调整各工艺指标至最佳范围，为满负荷生产创造条件。 负荷期的调整可从以下几方面着手。3.4.1温度从温度对化学平衡的影响考虑，为获得较高的平衡氨含量，反应温度应尽可能的低。但按反应速度的要求，反应过程又应该沿适宜温度曲线进行，这时就应根据催化剂的特性，确切地说应根据催化剂的使用温度范围来调节适宜的温度(当然催化剂的使用温度的设计也应符合最适宜温度曲线范围)。为了充分利用催化剂的低温活性，在生产初期，尽可能不要控制过高的热点温度。实际生产中，合成气体先经过绝热段反应，使其温度迅速升高，然后随着合成反应的进行，氨浓度不断增加，反应的推动力在不断减小，要求反应尽可能沿最适宜温度曲线进行，达到尽可能高的氨合成率。最适宜温度是随着氨含量的增加而逐步降低的，这也兼顾了化学平衡对反应速度的要求。催化剂的床层温度一般来说是按先低后高的趋势分布的，床层中的最高点通常被称作“热点”。实际生产过程中控制的反应温度就是以热点为主。热点在床层的位置与进塔-气量有很大关系，所以考察催化剂的优劣，不能以热点位置而论，而应当从热点的下移速度来考虑。所以在调整温度时，应通过各种调节手段控制热点温度在催化剂使用初期要求的范围内。3.4.2压力提高压力有利于氨合成反应，合成装置的生产强度随压力的提高而增加，但压力的提高对设备管道的材质提出了很高要求，生产上选择压力的主要依据是包括能量消耗、原料费用、设备投资等在内的综合费用，也就是说取决于经济效益。 压力的调整，主要视床层能否维持自热。在其他工艺条件不变的情况下，如果床层能维持自热平衡，则应尽可能在低压下进行氨的合成反应，以降低能耗。3.4.3此外还有氢氮比的调整(进口气体组成)，空速的调整等。3.5 停车3.5.1短期停车短期停车，可切断气源后保温保压，较长时间停车则可以进行减压后，充入N2，封闭合成塔。3.5.2长期停车 长期停车，催化剂必须进行钝化处理。钝化时将催化剂循环冷却到小于60C，再用氮气置换氢气和氨气，在0.3-0.5MPa压力下，开始氮气循环，直到氢气小于4%，再通人压缩空气钝化，钝化期间催化剂层任一点的温度不超过