合成塔上段更换还原态催化剂运行小结

1、合成塔上段更换还原态催化剂运行小结合成塔上段更换还原态催化剂运行小结马文天 陈高峰（X 省心连心化肥有限公司 新乡 453731）1600mm 合成塔于20XX年11月投运,该合成塔为X省 安淳公司设计生产的川JD2000型一1600mm 氨合成塔，设计 能力 150kt/a, 开车后平面温差及全塔阻力都较小。 系统经不断改 造,20XX年实际生产能力达到190kt/a。经4年多满负荷运行,自20XX年开头，1600mm合成塔上段的催化剂活性逐步变差 , 热点温度下降。特殊是进入 20XX 年 3 月后,上层热点温度降至 约450 °C，因合成塔热点温度下移，氨净值降低，造成合成系统

2、压力 上升、塔后放空量增大。正常满负荷生产时,压力达 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） 。合成循环氢工艺指标被迫由原来体积分数 47%52% 提高到 55%60%, 造成合成氨产量下降 ,消耗明显升 高。为此 ,公司打算于 20XX 年 5 月 15 日停车中修时更换上层一 段催化剂 ;同时为缩短系统停车时间、削减生产损失,本次催化剂选用X省安淳公司的还原态催化剂，节约了催化剂升温还原时间。1 更换方案在更换上层催化剂时 ,不仅要考虑保护下层旧催化剂,不得进空气 ,而且还要确保在装填还原态催化剂时与空气隔

3、绝。公司经 过充分论证制定出人工掏挖、 罗茨风机抽吸及氮气保护催化剂方 案,确保催化剂一次更换成功。(1) 系统停车降温、卸压 :按长期停车操作步骤停车 ,降温速率 掌握在40 C /h。热点温度降到200 C时，切断废锅与蒸汽网络的 联系，排尽废锅中的水。当催化剂层温度降到50 C以下时为降温结束 ,卸尽余压。(2) 安全置换 :合成塔主进气口、塔出口及分流冷副线进口管 加盲板与系统隔绝。 从合成塔环隙气进口充氮气置换环隙。 吊出 电炉 ,由主进气管充入氮气置换中心管。由合成塔二出充入氮气 置换整个催化剂床层 ,由大盖中心孔排气。假如各充氮气部位无 测压点可利用 ,制作盲板时要做成能充气的专

4、用盲板。(3) 吊出大盖 :抽出测温内套管 ,吊出电炉丝 ,然后吊下合成塔 大盖。拆下导气软管 ,刨去冷激气管偏心盒盖以及测温中套管。(4) 取出上层催化剂 :从合成塔出口充入氮气 ,保证催化剂床层正压。打开催化剂筐盖 ,取出过滤网板。在氮气保护的状况下 用罗茨风机将上段催化剂抽出。假如用人工掏挖,必需制定特地安全措施。 下到塔内掏挖催化剂的操作人员要佩戴长管防毒面具 及穿隔热服 ,以防窒息与烧伤。作业人员轮番下塔 ,专人看护。看 护人员留意站在上风头 ,人数不少于 2 人。(5) 新催化剂装填 :装好过滤网板 ,在过滤网板上均等开 3 个孔与新催化剂专用包装桶下料口对接,将催化剂放入催化剂筐

5、内直至与筛网装平。装新催化剂时 ,保护氮气不得中断 ,防止催化剂氧 化。安装催化剂筐盖时应确保中心管不同心度小于 0.5mm 。焊 接用 A132 焊条。安装下降管、冷激气管填料。用 0.8MPa 氮气 对内件进行试压 ,用肥皂水涂抹焊缝和填料 ,不鼓泡为合格。安装 导气软管 ,焊冷激气偏心盒和导气管。(6) 封塔:合上大盖 ,插入内套管。 拧紧大盖螺母后压填料 ,中心 管填料用 50t 千斤顶压 ,冷激气管用 10t 千斤顶压。安装电炉及 热电偶。进行系统置换 ,气密性试验合格后开头开车升温。2 实施过程中存在问题及解决方法(1) 掏挖1600mm 合成塔上段催化剂第1方案为人工掏挖。施工时

6、因保护氮气量不足 ,打开内件筛网板后催化剂表面温度快 速升到300 C以上，人员根本无法进入塔内，导致人工掏挖的方法 根本无法进行。如强行施工 ,人员安全无法保障 ,另外将使下部合 成催化剂氧化中毒受损 ,会直接影响到公司的利益。为此,快速将内件封闭 ,在筛网板上开 3 个孔 ,用罗茨风机来抽催化剂和通氮气 保护以准时能完成新催化剂装填工作。 由于此次更换催化剂提前 预备了风机抽吸方案 ,才使更换催化剂工作能顺当进行。(2) 在使用罗茨风机抽吸催化剂时 ,为了削减氮气使用量 ,将 风机回气管引回合成塔内。 但这会导致风机出口温度快速升高至 100 C以上，为防止风机损坏，每抽35min 必需停

7、风机降温几分 钟。建议下次抽吸催化剂时在风机出口增加降温设施。 本次更换 催化剂数量约 3,t 抽吸耗时约 40min 。3 更换催化剂后运行效果本次1600mm 合成塔上层更换还原态催化剂2.8t。更换催化剂开车后，1600mm 合成塔上层热点温度恢复正常指标(>470 C )。同等气量下，系统压力由27.8MPa降至26.0MPa,塔 后放空量由 2300m3/h 左右降至 2000m3/h 左右。 合成氨生产 能力提高 ,补充气流量由中修前 65000m3 增至 69000m3, 循环 气中甲烷体积分数由 13% 以下提高至 14.5% 左右。4 效益分析本次中修更换合成塔上层催化剂 2.8,t 可使合成催化剂使用 寿命延长 2 年,比更换全部催化剂 (54.0t) 大大节省催化