回收氨合成触媒技术总结1.doc

回收氨合成触媒技术总结一、前言福建省漳浦县扬绿化工有限公司始建于1979年，由原漳浦合成氨厂于2000年改制而成，建厂时设计生产能力为3千吨/年合成氨，经过多次的技术改造，现已形成年产合成氨6万吨、联产2万吨/年甲醇、4万吨/年食品级二氧化碳的生产规模。企业改制后，公司立足科技先导，不断进行技术创新，狠抓企业内部节能降耗，各项消耗逐年下降，企业不断发展壮大。二、问题的提出公司氨合成塔1000为3J自卸型内件，触媒层装有换热冷管束，下部配置塔内换热器，触媒层从上到下分为上绝热层、泠管层、下绝热层。进合成塔触媒气体从两路进入，大部份气体经塔外换热器预热后，由塔二进管道进入塔内，经下部换热器管间与反应后出塔合成气（管内）换热后，通过升气管经由中心管进上层绝热层触媒反应；另一路气体由一进、一出、二进各引部份气体至混合冷激总管混和，混合后的泠激气经冷激总管进入冷管束换热器，冷气通过冷管束被加热后经升气管上升到分气罩，与通过上绝热层气体汇和一起进入冷管束层触媒反应，再依次通过下绝热层，走下部换热器管内与入塔气体换热，换热后气体经合成塔二出管道至废热锅炉进一步回收热量。具体见工艺流程图。该合成塔内件于一九九七年投入，运行时间长达十四年，由于使用时间长，内件下部换热器被触媒粉堵塞严重，造成换热效果差，一方面使进入上部绝热层的气体温度偏低，2010年进触媒零米温度仅为330，造成触媒上部反应差，导致氨合成系统压力升高，为确保系统安全，操作上被迫采用大量放空来维持生产，每小时的放空量由370m3上升至1400m3，系统甲烷直降至9%左右，为降低氨合成负荷,从而相应加大联醇负荷(而当时甲醇是亏本生产)。另一方面由于下部换热器换热效果差，造成出合成塔二出气体温度达到320，存在二出管道（设计温度400）由于长期处于高温状态，管道材质会发生变化使其耐压性降低而引发事故。可以说，该内件在2010年下半年已到了难于维持生产的地步，生产安全存在隐患，消耗大幅上长升，因此在2011年大修时必须更换该内件，但该内件触媒是2010年大修更换的，到2011年大修时只使用8个月，如果不回收，一方面要增加购买新触媒费用；另一方面，更换新触媒后，新触媒必须进行升温还原，还原时间长达140小时，其间系统运行费用也是一笔巨大开支，因此公司决定回收该内件里的触媒，能否顺利回收触媒成为此次更换内件先决条件。三、回收方案的制定为确保触媒顺利回收，公司领导非常重视，将此次不钝化回收触媒列为技术攻关难题，由公司总经理亲自挂帅，组织生产技术部主要技术人员成立技术创新小组，负责触媒回收方案的的制定。小组成立后，通过积极查找各种学术刊物，咨询相关专家及生产厂家，都无法得到相关的技术信息。技术创新小组经过学习、讨论后一致认为，此次不钝化回收氨触媒的关键在于应尽量控制氨触媒不与空气接触，从而制定回收方案。首先，制定氨触媒回收步骤：1、停车前准备足够量的N2气（40瓶）和置换用物品工具（如减压表及气带各两套等）盲板等；2、停车时利用循环机将触媒层温度降至常温；3、停车后拆下底部一出、二进、二出管道短接，二进、二出上盲板后，用N2气从二进（盲板挂考克）进入，N2从二出管道出置换合成塔；4、置换后拆下底部四通，用填堵塞二进环缝，防止对流；5、要回收触媒的筒在装触媒之前现场充上N2气（即充即用）；6、在合成塔卸触媒110不锈钢管焊上卸触媒专用快开关装置；7、回收筒装上触媒后要用N2气保护好触媒；并定期检查筒内温度变化；8、触媒卸完后拆开顶部大小盖及吊出旧内件；9、卸触媒或装触媒前应充分做好各项准备工作的前提下，从早上开始工作，在当天内必须完成触媒的卸或装工作；10、新内件吊装就位后，为了能保护好回收的触媒，底部预加填料，待触媒装填后压紧填料；11、装填触媒时N2气从二出进入使内件充满N2，保护触媒装填过程中的安全；触媒装填后马上焊好内件大盖并充N2气；12、触媒装填完成后，底部填料压紧；二进、二出上好盲板护止对流； 其次：制作回收设备，根据该内件触媒的装填量5.7M3制作6个如下图所示触媒回收桶,触媒桶上部开二个回收口,以便能尽量装满触媒,锥度上装一考克,便于N2接入。第三，制作一节流装置，以便现场焊接在触媒出口处，控制好触媒流量，并提前做好新内件的N2接入装置。四、现场操作1塔内触媒的卸装保护各项准备工作就绪后，于2011年2月15日上午开始卸装工作，卸装过程中主要是要保证触媒不能与空气接触，塔内触媒充氮气和触媒各回收桶用氮气置换干净并用氮气保持微正压状态，刚开始卸装时因塔内触媒压得比较实不能自卸，工人用8mm的钢筋捅并震动，后来慢慢自卸比较顺畅，在节流装置的控制下顺利将塔内的触媒卸装至6个触媒回收桶内得到了很好的保护，触媒于当天下午卸装完成，并立即安排人员对各回收桶的温度进行监控，确保无温升情况发生，并且每天充入少量的氮气直至新内件安装完成后重新装入塔内。2、触媒的装填非常顺利，装填前将底部一出，二进，二出封堵死保证空气不能进入触媒筐，装触媒前向塔内充入大量氮气。把装回收触媒桶吊至合成塔上，倒吊后打开锥度法兰，在一分多钟内触媒全部装入塔内，在装触媒同时，在塔底通入氮气保持塔内正压，装填作业历时5小时完成，装填过程触媒温度保持稳定。五、运行情况：大修完成系统开车后，氨合成触媒升温时间为16小时，相比原始升温还原节约124小时。从开车后的运行情况看，此次氨触媒回收效果非常好，在同样开四台压缩机（二台MH92，二台H12）态下，各项指标对比如下：指标系统压力MPa塔出口气量m3塔出口氨%触媒热点系统CH4量%吨氨电耗KWh吨氨煤耗kg回收前27410651364839512901156回收后23331031784821612101116六、产生效益 从以上比较可以看出，本次不钝化回收氨合成触媒更换内件技术投入费用为：购买氨合成塔内件50万元,检修费用3万元,购买配件、阀门3万元，共计56万元。技术改造完成后创新效益显著，可产生直接经济效益：回收触媒17吨节约23万元，节省124小时升温时间煤、电耗77万元，两项计100万元。间接经济效益：系统减少大量放空后,每小时多产氨0.7M2，按每年生产300天算，年产生效益0.7M20.624小时300天3000元M2907.2万元，系统压力减少4Mpa，吨氨电耗减少 80 度，节约电费 45000 吨 80度0.5元度 180 万元,吨氨煤耗减少40K