化工厂合成岗位操作规程

Q/XH

xxxx化工有限责任公司技术标准

合成工段

岗位操作规程

2011-5-25发布2011-5-25实施

XXXX化工有限责任公司发布

目录

第一章岗位任务

第二章工作原理

第三章工艺流程

第四章生产物料平衡计算

第五章工艺指标

第六章开停车方案

第七章正常操作要点

第八章环境与职业健康安全管理

第九章本岗位重要设备参数

第十章本岗位分析

第十一章本岗位典型案例

第十二章附录

合成岗位操作规程

第一章岗位任务

将经过精制合格的氢、氮气在高温、高压条件下，借助于催化剂的作用合成为氨,

经冷凝分离的液氨。

第二章工作原理

一、反应未找到目录项。方程式

催化剂

3H?+N2——2阳+92.44kJ/mol(101.33kPa,时)

450-530℃,32.OMPa

特点：可逆、放热、体积缩小，催化剂

二、温度对氨合成反应的影响

合成反应是一个可逆放热反应。当反应温度升高时，平衡向着氨的分解方向移动;

温度降低反应向着氨的生成方向移动。因此，从平衡观点来看，要使氨的平衡产率高,

应该采取较低的反应温度。

但是从化学反应速度的观点来看，提高温度总能使反应的速度加快，这是因为温度

升高分子的运动加快，分子间碰撞的机率增加，同时又使化合时分子克服阻力的能力

加大，从而增加分子有效结合的机率。

总之，温度低时，反应有利于向合成氨的方向进行，但是氨合成的反应速度较低；

提高温度不利于向氨的合成方向移动，但反应速度可以增加。在实际生产中反应温度

的选择主要决定于氨合成催化剂的性能。

三、压力对氨合成反应的影响

氨的合成反应是一个分子的氮与三个分子的氢结合生成两个分子的氨，即氨合成反

应是分子数目减少、体积缩小的反应，提高压力，可使反应向着生成氨的方向进行。

对于氨合成反应来说，提高压力就是提高反应气体的浓度，从而增加反应分子间碰撞

的机会，加快了反应的速率。

总之，增加压力对氨的合成反应是有利的，既能增大平衡转化率，又能加快反应速

率。但压力也不宜过高，否则，不仅增加动力的消耗，而且对设备和材料的要求也较

高。根据我国具体情况，目前在小型合成氨厂，设计压力一般为3L4MPa。

四、空速对氨合成反应的影响

气体与催化剂接触时间的长短，通常用空速来表示。它的物理意义是：在标准状况

下，单位时间内在1m：'的催化剂上所通过的气体体积。其单位为m"标)气体/(m，催化

剂・h),或简写为h\

在一定的合成条件下，空速增加，气体与催化剂接触时间减少，出合成塔气体氨含

量降低。例如：在29.4MPa、475℃下反应，空速由lOOOOh'增加到200001^、40000h

出塔气体氨含量由25%降至21.5%、16.2队这看来对生产不利，但由于空速的提高，

单位时间内通过催化剂的气体增加，则氨的实际产量增加。在一定条件下，空速由

13

lOOOOh增加到20000h\30000h\40000h催化剂生产能力由1950kgNH3/(h•m)

3

增加到3340、4280、5040kgNH：i/(h-m)o由此看出,增加空间速度可以提高氨的产量。

但由于空间速度的增加，每生产一吨氨所需的循环气量，输送气体所需克服的阻力等

都要增大，因而消耗的能量也随之加大。尤其是空间速度过大，从合成塔出来的气体

带出的热量增多，会使催化剂床层的温度难以控制，并使循环气中氨不易冷凝。在小

型合成氨中，一般将空速控制在15000-25000h'o

五、氢氮比对氨合成反应的影响

根据平衡移动原理，如果改变平衡体系的浓度，平衡就向减弱这个改变的方向移动。

氨合成反应的进行，是按H2/N2=3的比例消耗的，因此提高氢气、氮气的分压，维持

HjNz=3可以提高平衡氨含量。

从氨合成反应速度可知，在非平衡的状态下，适当增加氮的分压对催化剂吸附氮的

速度有利，因为氮的活性吸附是氨合成反应过程的控制步骤。在一般的生产条件下，

氨产率只能达到平衡值得50尤70乐因此，在生产中应适当提高氮的比例，一般控制循

环气中氢氮比在2.2-2.8之间较为适宜。

第三章工艺流程

一、流程简述

由压缩工段来合格补充气与冷交出口混合气从氨冷上部进入，气体被冷却后从下

部出来进入氨分，在氨分分离液氨后从顶部出来，进入冷交管内，经过冷交换热后，

从顶部出来进入循环机，经循环机加大动力后进入油分，经油分分离油污后从顶部出

)进

内换

触媒

从预

排管

然后

第四章生产物料平衡计算

1、氨的生成量计算

氨的生成量计算公式如下:

_0.758V3(b-a)

G=100+b

式中G一单位时间产量，kg/h；

V—催化剂体积，m3；

3—空间速度，h1；

a一进塔气体中氨含量，%；

b—出塔气体中氨含量，％。

例：已知催化剂体积V=L65m:空间速度=21000h\出塔气体中氨含量b=15.5%,进

塔气体中氨含量a=2.5乳求氨的生成量G?

O758V3(b-a)

解:G=

100+b

=[0.758X1.65X21000X(15.5-2.5)]/(100+15.5)

=2956kg/h

2、合成率计算

按照合成率的的定义，严格的计算方法应根据物料衡算的结果，将转化为氨的氢

氮量与进塔氢氮量相比。一般近似计算采用下式：

人上士2(a-b)

合成率="通FX1OO%

式中a一进塔气体中氢和氮的总含量，％

b一出塔气体中氢和氮的总含量，%

3人上4200(b'-a')

或口成率=(100+b)(100-a'-c')X100%

式中a)一进塔气体中氮含量，%;

b,一出塔气体中氮含量，%;

c,—惰性气含量，%。

例：已知入塔气体中氢和氮的总含量为81.75%,出塔气体中氢和氮的总含量为

66.6%,求合成率？

.2(a—b)

解：合成率=7(2-X100%

=[(0.8175-0.666)/0.8175(2-0.666)]X100%

=27.78%

3、氨催化剂还原时的理论出水量计算

氨催化剂还原时的理论出水量可按以下两种方式计算。

•已知FeO和Fe2(h的质量分数，计算氨催化剂还原时的理论出水量公式如下：

127

Q^=W(FeO%X-+Fe0%X—)

423oU

式中Q理由一氨催化剂理论出水量，kg；

W一催化剂总质量，Kg；

FeO%一氧化亚铁的质量分数；

Fez。：%—三氧化二铁的质量分数。

[例1]合成塔共装催化剂4620Kg，其中FeO含33%,Fe&含60%,计算理论出水

量？

127

解：Q=W(FeO%X-+Fe0%X—)

Sifc4]23du27

=4620(0.33X-+0.60X—)

480

=1317Kg

•已知铁比和总铁计算氨催化剂还原时的理论出水量公式如下：

Q«=18/55.86*T%/(M+l)*(M+3/2)W

式中Q理论一氨催化剂理论出水量，kg；

T%—总铁(Fe2t+Fest)含量；%

M—催化剂之铁比(Fe2+/Fe")的值

W一催化剂总质量，kgo

［例2］催化剂装入量为2145kg,催化剂的铁比为0.55,其总铁含量为70%,计算

其理论出水量？

解：Q理论=18/55.86*T%/(M+l)*(M+3/2)W

=18/55.86*70%%/(0.55+1)*(0.55+3/2)2145

=640kg

4、合成废热锅炉的产蒸汽量估算

可按以下步骤计算。

•首先按下列公式估算出合成塔气体流量：

G氨/17X(1+a)

W=------氤------

式中：W一出塔气体流量，kmol/h；

G氟一产氨量,kg/h；

a一进塔气体氨含量，％

b一出塔气体氨含量，％。

•然后按下列计算废热锅炉回收热量：

Q=WCP(t2-tl)X(1-3%)

式中Q一回收热量,kcal/h(lkcal=4.18KJ)；

W一出塔气体流量，kmol/h；

G，一温度t,至t2间的平均热容，kcal/(kmol*t)(可由分子热容图上查得各组

分在其分压下的热容，然后采用分压叠加法计算出混合气体平均热容)；

t2一进废热锅炉气体温度，。C；

3—进废热锅炉气体温度，。C。

•最后可用下列计算出废热锅炉回收蒸汽量：

G藜汽=Q/(H^-H热水)

式中G蒸汽一回收蒸汽量，kg/h；

Q一回收热量，kcal/h；

H基汽一废热锅炉副产蒸汽的焰，kcal/kg；

H泉水一进废热锅炉热水的*含，kcal/kgo

［例］某合成系统主要生产测定数据如下，产氨量Ga=2958kg/h,进塔气体氨含量

a=2.5%,出塔气体氨含量b=16.0%,进合成废热锅炉气体温度t2=310℃,出合成废热

锅炉气体温度3=210℃,进废热锅炉热水温度为116℃,合成系统压力30.0MPa,合

成废热锅炉副产蒸汽LOMPa(表)。根据出塔气体温度、组分及分压查图计算所得210〜

310℃之间混合气体的平均热容g=35.9KJ/(kmol.℃),查表所得1.OMPa的焰H钻水=

486.IKJ/kg,试估算该系统废热锅炉的副产蒸汽量？

解：(1)估算合成塔出口气体流量

W=Gfe/17X(1+a)/(b—a)

=2958/17X(1+0.025)/(0.16—0.025)

=1321.1kmol/h

(2)计算废热锅炉回收热量

Q=WCP(t2-tl)X(1-3%)

=1321.1X8.6X(310-210)X0.97

=1102061.6kcal/h

(3)计算废热锅炉的副产蒸汽量

G蔼汽=Q/(H蔼汽Ti热水)

=1102061.6/(663.9-116.3)

=2012.5kg/h

5、选择电炉功率的计算

原主期所需的热量。此热量包括：催化剂还原所必需的反应吸热和水蒸气的蒸发

潜热、催化剂和内件升温所需的热以及循环气体由于进出氨合成塔温差所带出的热量

损失所构成。

在这些热量中，以循环气体进出氨合成塔温差所造成的热损失最为主要，因此，

配置足够的换热器传热面，可以有效地降低进出塔的温差，从而显著地降低对电加热

器功率的要求。

按照实际经验数据，电加热器功率可按每■催化剂130T80kW来设置。

例：某氨合成塔填装催化剂量为5m还原主期空速6000h\最大出水量70kg/h,

循环气进出塔温差损失为4(TC,温度升高速率为5七/h。试求所需电加热器的功率。

已知催化剂密度3000kg/m,其热容为0.586kJ/(kg•℃)；循环气热容为31.15kJ/kmol；

内件重量7000kg，其热容为0.502kJ/kg；Fe3(X成a-Fe的反应热为18.17X104kJ/kmol；

水的汽化热为2483kJ/kgo

解：分别计算还原主期所需的热量。

•催化剂还原所需的热量。

催化剂还原反应为：

Fe:i0i+4H—3Fe+4H20-18.17X104kJ/kmol

换算至每小时出水70kg的反应吸热Q1为：

Ql=18.17X104/(4X18)X70X1/3600=49.1kW

•水蒸气化所需的热量

上述还原反应生成的使液态水，因而，使此水汽化的热量Q2为：

Q2=70X2483/3600==48.3kW

•使催化剂和内件升温所需的热Q3

热Q3为：

Q3=(5X3000X0.586+7000X0.502)5/3600=17.1kW

(4)循环气体带走的热量Q4为：

Q4=(6000X5)/22.4X31.15X40X1/3600=463.5kW

合计上列各项所需的功率，需578kW

考虑到操作安全性，按20%裕度系数，实际配置电加热器功率578X1.2=693.6kW。

第五章工艺指标

一、压力

补入压力＜31.4MPa气氨压力＜0.25MPa循环机油压20.2MPa

循环机进出口压差W3.OMPa废锅蒸汽压力高于总蒸0.IMPa

合成塔压差WO.8MPa放氨压力W2.2MPa联通管压力W2.2MPa

系统升降压速率WO.4—0.6Mpa/min

二、温度

触媒层热点温度士5c

合成塔出口W360℃氨冷W0——15℃合成塔二进W170—190℃

升降温速率W60℃/h废锅出口200c±10℃合成塔壁(上中下)W120℃

水冷出口气温W40℃蒸汽温度W220C电机温升W60℃

三、气体成份

入塔氨含量W3.0%循环氢波动范围±2%(根据实际情况定)

系统甲烷波动范围16—18%(根据实际情况定)氨氮比2.2—2.8

四、液位

(D1200废锅10-15%氨分、冷交(以不带气为原则)

循环机油位1/2-2/3氨冷液位1/3-1/2

五、电压、电流、电阻

电炉丝绝缘程度20.2MQ1#—2#循环机电流＜28.2A

3#—4#循环机电流W330A电加热器500A

六、废锅热水

PH值：9〜11.5

第八草开停车方案

一、大修开停车方案

1、大修后开车

(1)、对照检修方案，检查和验收系统内所有设备、管道、阀门、分析取样点及

电器、仪表、循环机、合成塔热电偶，确保正常完好。

(2)、联系调度、压缩、氨库、精炼、合成岗位准备吹扫工作。

(3)、循环机单机试车合格，电炉检查可备用。

(4)、微开补气放空阀置换七出管道3-5分钟后，打开大近路，封合成塔，关主

副阀、塔出口阀，微开导入阀，关补气放空阀。压力控制0.5MPa,顺流程吹尽管道积

水。

(5)、试压试漏直至合格(压力依次用5.OMPa,10.OMPa,25.OMPa,当压力升至

2.OMPa时，打开总放氨阀)。

(6)、在塔前取样分析，OzWO.2%为合格，泄压至6.0—8.OMPa,检查系统阀门开

关位置(大近路阀打开，合成塔主副阀门、出口阀门处于关闭状态。升压速率为

0.4—0.6MPa/min),

(7)、按正常开车步骤，循环机手动盘车后，启动循环机送气，加满循环量，进

行系统干燥(30分钟)，干燥结束后，依照顺序打开塔主阀、塔出口阀，关小大近路阀，

检查塔副阀、氨分冷交放氨阀处于关闭状态。

(8)接开车指令后，电工检查电炉，启动电加热器，以每分钟30A的速率缓慢加

大电炉功率，提高触媒层温度，根据触媒层温度上升情况，逐渐加大电炉功率，并相

应调节循环量，严格控制升温速率不得超过5(rc/h。

(9)、塔温200度时中锅开始加水，液位1/3T/2,以防止中锅干锅，塔温300℃

时联系循环水开水冷器上水阀，联系冷冻开小槽加氨阀，氨冷器加氨，控制氨冷温度

(按指标控制)。

5

（10）、当触媒层温度达到触媒活性温度时，微开导入阀，根据触媒温度情况，逐

步加大补气量，调节循环气量和电炉功率（升降电流速率30A/min）,直到切电，转入

正常生产（注意在停电加热器前不得开塔底副阀）。

2、正常停车

（1）、在停车前2小时保证各氨冷器液位低限，并停止加氨。（根据系统压力情况

提前停提氢岗位）

（2）、当液氨挥发完毕后，联系调度停车，接停车指令后，打开补气放空阀.关闭

补气阀门，以W5（TC/h的降温速率把催化剂温度降至300（以下，按照停机步骤停下

循环机，打开塔后放空阀门，微开塔前放空阀以每分钟4-6MPa的速率对系统进行泄压

（保证塔前压力大于塔后压力，防止气体倒流），对油分、氨冷、中锅各倒淋进行间歇

性排污，保持停车前各倒淋的畅通，系统压力降至2.2MPa时，放净冷交、氨分中的液

氨。关闭冷交、氨分、放氨操作阀、根部阀，总放氨阀。联系冷冻岗位对液氨储槽进

行封槽。

（3）、关闭塔前放空，只用塔后放空泄压，系统压力降完后关闭塔进、出口阀门，

关闭塔副线阀，自然降温，严防降温速率超标（专人监护塔壁温度，严防塔壁温度超

过120℃）。

（4）、温度合格后，关闭排管上水阀，二进、二出、副线管道法兰处各加盲板一

块，进入检修状态。

（5）、各高、低压管道动火必须用蒸汽置换。

（6）、检修完毕后，进入开车准备阶段，系统水、油放干，吹净，主副阀拆开法

兰排水、吹净。

（7）、蒸汽总管通蒸汽后，总管导淋要注意排水。

（8）、待充压升温开车。

二、保压状态下的开停车方案

1、保压状态下开车方案

（1）、检查各设备、管道、阀门、分析取样点及电器、仪表等，必须正常完好。

（2）、检查系统内所有阀门的开、关位置，应符合开车要求。

（3）、与调度、供水、供电部门及压缩、精炼、冷冻、等工段联系，做好开车准

备。

（4）、接调度开车指令后，微开补气放空阀置换七出管道3-5分钟后，关闭补气

放空阀，微开导入阀，缓慢向系统充压。(严格控制升压速率为0.4〜0.6MPa/n)in)

(5)、按正常开车步骤，启动循环机，微开系统近路阀，关闭循环机近路阀。

(6)、检查电加热器绝缘电阻20.2MQ,开启电加热器，以每分钟30A的速率缓

慢加大电炉功率，提高催化剂层温度。根据催化剂床层温度上升情况，逐渐加大功率

(严格控制升温速率W5(TC/h)。

(7)、催化剂床层升温采用调节电加热器功率及系统气体循环量的方法。

(8)、塔温200度时中锅开始加水，液位1/3T/2,以防止中锅干锅，塔温300C

时联系循环水开水冷器上水阀，联系冷冻开小槽加氨阀，氨冷器加氨，控制氨冷温度

(按指标控制)，氨分冷交开始间歇放氨。400C时开始连续放氨。

(9)、当触媒层温度达到触媒活性温度时，缓慢开大导入阀，根据触媒温度情况,

逐步加大补气量，调节循环气量和电炉功率(升降电流速率W30A/min),直到切电，

转入正常生产(注意在停电加热器前不得开塔底副阀)。

2、保压状杰下停车方案

(1)、接停车铃后，主操微开补气放空阀、关导入阀；关死加氨阀、加水阀；

(2)、副操关死加氨阀、加水阀；

(3)、副操注意炉温的调节、与氨分冷交放氨调节；

(4)、导入阀关死后，关死氨分、冷交放氨操作阀、放氨根部阀；检查关闭各倒

淋阀处于关闭状态。

(5)、按正常步骤停循环机；

(6)、关所有副线阀，打开大近路阀。

3、紧急停车

本岗位发生断气、断水、断电、以及发生重大设备事故或其它岗位发生重大事故

需紧急停车：

(1)、及时向调度、事业部进行汇报以及和相关岗位进行联系。

(2)、首先打开补气放空阀，关闭补气阀。

(3)、关闭冷副线，打开系统近路阀。

(4)、按照步骤停下循环机。

(5)、关闭废锅加水阀和加氨阀、放氨阀。

(6)、再向调度汇报停车情况并及时联系相关人员进行处理。

三、循环机开停车及互倒

1、正常开车

(1)、联系电工检查循环机电机绝缘是否正常、送电。

(2)、检查曲轴箱的油位、油质情况，应正常良好，调节好填料加氨量。

(3)、检查各阀门应处于开车状态(进出口阀门关、近路阀、放空阀开、)。

(4)、手动盘车两圈以上摇油压，若无异常情况，启动循环机，待运转正常后，

微开进口阀，置换两次后关闭放空阀，缓慢升压至工作压力，逐渐开启进出口阀，并

根据生产负荷的大小调节近路阀。

2、正常停车

(1)、开启近路阀，关闭出口阀、进口阀。

(2)、开启放空阀泄压，待压力泄完后停循环机，关闭循环机放空阀和填料冷却

加氨阀。

3、紧急停车

(1)、若遇断电或严重设备事故时，立即按停车按钮，停循环机。

(2)、迅速关闭出口、进口阀，开启近路阀

(3)、打开循环机放空阀泄压，关闭填料冷却加氨阀。

4、循环机互倒

(1)、联系电气检查备用循环机电机情况是否正常，确认无误后送电。

(2)、检查备用机曲轴箱的油位、油质情况，应正常良好，调节好填料加氨量。

(3)、按正常开车步骤启动备用机。

(4)、在逐渐关闭备用机近路阀的同时逐渐开启在用机近路阀，关闭在用机出口、

进口阀，待备用机运转正常后，按正常停机步骤停在用机。

(5)、倒机过程中，两机操作应配合好，以保持循环气量的稳定和触媒温度的稳

定，防止因倒机造成超温、超压。

5、循环机开停车方案标准化表格

(1)、循环机正常开车

完成签

序号内容时间

情况名

主操联系副操检查：

a、循环机油位1/2-2/3

1b、油质清亮

C、盘车两圈

d、摇油压20.2MPa

副操检查循环机：

a、进出口阀关死

2

b、近路阀开全

C、放空阀开全

副操开

3

a、循环机填料冷却加氨阀

副操联系电工检查循环机电机并得到电工反馈绝缘合

4

格，送电

5电工启动循环机。

循环机运转正常后，组长关闭循环机放空阀，微开循环

6

机进口阀1/8圈，开放空阀置换3次后关闭放空阀

组长缓慢开启循环机进口阀，待循环机出口压力略高于

7

系统压力0.3MPa时开启出口阀

8组长开全进出口阀后，副操关闭循环机近路阀

副操关死循环机近路阀后，观察循环机运行情况：

a、电机电流不超过额定电流

b、循环机压差W3.OMPa

9

c、无异响

d、油压油0.2MPa

e、填料温度W50℃

103分钟后，循环机运行正常，副操方可离开循环机现场

(2)、循环机正常停车

序完成签

号内容时间

情况名

组长联系主操、提醒注意合成塔温度和压力，并向调度汇

1

报准备停机

a、副操开全循环机近路阀

2

b、主操关闭循环机出口、进口阀

关闭循环机出口、进口阀后，副操开循环机放空阀泄压为

零，再关闭放空阀，看循环机进出口压力是否上涨(检查

3

进出口阀是否内漏)，如果上涨，要重新关死循环机进出

口阀，再泄压。

4副操按循环机停车按纽

5|副操关循环机填料冷却加氨阀

(3)、循环机倒车

主操联系副操检查备用循环机：

a、循环机油位1/2-2/3

1b、油质清亮

C、主机盘车两圈

d、摇油压油0.2MPa

副操检查备用循环机：

a、进出口阀关死

2

b、近路阀开全

C、放空阀开全

3副操开备用循环机填料冷却加氨阀

4副操联系电工检查备用循环机电机并得到电工反馈绝缘合格，送电

5电工启动备用循环机。

备用循环机运转正常后，组长微开循环机进口阀1/8圈，开放空阀

6

置换3次后关闭放空阀

组长开启进口阀，待备用循环机出口压力略高于系统压力0.3MPa时

7

开启出口阀

副操关死备用循环机近路阀，同时组长开全在用机近路阀，主操密

8

切关注系统压力、流量和炉温的变化，调节稳定

副操全面检查备用机的运行情况：

a、电机电流不超过额定电流

b、循环机压差W3.0MPa

9

c、无异响

d、油压油0.2MPa

e、填料温度W50℃

10组长关死在用机出口、进口阀

副操开循环机放空阀泄压为零，再关闭放空阀，看循环机进出口压

11力是否上涨(检查进出口阀是否内漏)，如果上涨，要重新关死循

环机出口、进口阀

12副操按循环机停车按纽

13副操关循环机填料冷却加氨阀

第七章正常操作要点

一、合成塔温度操作要点

1、催化剂床层热点温度的控制要点

根据合成塔进口气体成分及生产负荷的变化，及时调节冷副阀、系统近路阀及循

环机近路阀等有关调节阀，稳定催化剂床层温度，热点温度波动范围应控制在±5（以

内。当发现催化剂床层温度猛升或猛降时，应立即判明原因，采取相应措施，进行调

节。

2、催化剂床层温度突然升高的主要原因及处理方法

原因

・补充气量突然增加

补充气量增加后，氨合成的反应热增加，若不能及时调节，则造成催化剂床层温

度突然升高。生产中多因加量过急和加量时未及时联系造成该现象。

•循环气量突然减小

循环气量减小，使气体与催化剂的接触时间延长，氨合成反应更接近于平衡，因

此放出的反应热就会增加，造成催化剂床层温度突然升高。生产中多因循环机故障造

成循环气量突然减少。

•进塔气体成分迅速转好

如氢氮比由过高或过低转为适当，进塔气体氨含量下降，惰性气减少等，均有利于

氨合成反应，使催化剂床层温度上升，系统压力下降。

•操作不当或调节不及时

如冷副线开度过小，循环机近路阀或系统近路阀开度过大或电炉升流过快，均能使

催化剂床层温度突然上升。

处理方法如下

•当电炉在用时，应减小电炉电流或停电炉。

•适当关小循环机近路阀或系统近路阀，加大循环流量。当循环机出现故障时，倒

用备用循环机。

•开大合成塔冷副阀，但应注意调节幅度不要过大，以免产生过冷和骤热的温度急

剧变换而损坏内件。

•如果是因补充气量的增加造成塔温猛升而上述方法无效时，可以增开一台循环机

3、催化剂床层温度突然降低的原因及处理方法

原因

・补气量下降

•氢氮比失调

­微量超标或带铜液

•气氨总管压力上升或者合成氨冷器液位下降导致氨冷温度上涨

■氨分液位过高，液氨带入合成塔

•塔副线阀门开大

•操作工误操作，循环量加的过大

•冷交气体走近路

处理方法如下

•根据炉温下降趋势及时关小副阀或减小循环量

•联系造气，调节氢氮比，开塔后放空至氨洗塔

,减量或切气

•联系冰机岗位启冰机或者加大氨冷器加氨量

•及时开大氨分放氨，降低氨分液位

•关小塔副线阀

•迅速调整降低循环量

•系统停车，检修冷交内件

4、催化剂床层同平面温差大的原因及处理方法

催化剂床层同一平面温差一般应小于15℃,过大说明催化剂床层同一平面内气体

分布不均。催化剂的活性不能得到充分发挥。同时温度高的部分容易上升，温度低的

部分容易下降，使催化剂床层温度难以控制，势必影响正常生产。

原因

•内件安装不正，催化剂装填不均匀，松紧不一，气体发生“偏流”现象，易造成

局部催化剂过热而烧坏或局部催化剂还原不彻底。

•内件损坏造成内部泄漏，使泄漏一边的催化剂床层温度偏低，造成同平面温差增

大。

•热电偶插入深度不准或温度线材料不统一。

•热电偶外套管漏气。

处理方法

•核准热电偶插入深度，统一温度线材料。

•降压、再启电炉升温，缩小同平面温差。

•操作上力求稳定，控制适当空速，尽量减小温度和压力的波动。

•如果调节无效，且此种现象又在逐渐扩大时，则必须停车检修或更换内件。

5、合成塔塔壁温度过高的危害和原因及处理方法

危害

合成塔外筒塔壁温度指标规定小于120。(2。塔壳系碳钢所制，经常承压较高，其本

身不能经常修理或更换，塔壳温度过高，会使钢材过早疲劳，容易发生脱碳和渗氮，

引起结构疏松，缩短使用寿命，直接影响合成塔的安全生产。

原因

•循环量太小，近路阀开启过大。

•内件损坏，气体走近路，使流经内件与外筒间的气量减小。

•内件安装与外筒体不同心，或内件弯曲变形，使外筒与内件之间环隙不均匀。

•内件保温不良，或保温层损坏，散热太多。

•突然断电停车时，塔内反应热带不出去，环隙间冷气层不流动，辐射穿透使壁温

升高。

处理方法

•尽量加大循环气量，关小近路阀或开尽主阀

•停车检修，校正内外筒环隙，重整内件保温，必要时更换内件。

•断电停车，塔壁超过12CTC时，进行泄压处理。

6、催化剂床层温度测不准的原因及处理方法

原因

•塔内测温外套破裂，使冷气不断从内外套间隙漏入塔内，使测得温度偏低。

•测温内套管中有水分，当温度升到io(rc时水分受热气化。蒸汽沿测温管上升遇

冷又凝结成水，沿测温管下流经高温又汽化，造成热电偶短路，使温度指示读数经常

指不在95-100℃左右而失灵。

•测线材料不合格，安装时出现短路现象和测温计失灵等原因均能造成催化剂床层

温度测不准的现象。

处理方法

•如测温外套管破裂，可停车检修。也可暂时参照其他指示正常的测温点维持操作。

•温度计内套管安装前，应用无水酒精洗净，可避免上述现象的发生。如果内套管

有水分而使温度失灵应及时检查，并采取热电偶和温度计套管进行干燥的措施。

•安装热电偶前要按规程认真校线；安装中要认真检查，严防出现短路现象；测温

计失灵要及时查明原因，进行修理。

7、锅炉出口温度控制要点

当锅炉温度超过240（时，应立即加大加水量，并及时检查锅炉液位计（远传和现

场）是否真实，观察合成塔炉温的变化，如果上涨，说明液位已很低，如不迅速进行

处理，将会导致干锅事故。

8、冷交二出温度控制要点

在气量、氨冷器液位、气氨总管压力不变的情况下，当冷交二出温度下降表明冷交

液位上涨，应立即调节放氨，降低冷交液位，否则将会引起合成塔进口氨含量高，炉

温下降和提氢岗位进口原料气带氨，损坏提氢岗位膜分离器。

9、氨冷器出口气体温度高的原因及处理方法

原因

•水冷器出口气体温度升高或气量大，增加了氨冷器的负荷。

■氨冷器的液位过低或气氨压力高，影响氨冷器效率。

,液氨纯度低，含水分较多

液氨含有水份时，它的蒸发压力降低，如当蒸发压力为0.235MPa时，纯氨的蒸发

温度为T4.7C,若氨中含有10%的水，则蒸发温度在同一压力下为-9.由此可知,

氨纯度对冷凝效率影响极大。

•氨冷器盘管表面有油污

氨冷器的盘管表面很容易沾上油污，油污的导热系数仅为钢的1/333。由此可知，

油污对冷凝效果有很大影响。

处理方法

•提高水冷器的降温效率，减轻氨冷器负荷。

・维持氨冷器的正常液位，以充分利用其传热面积，但液位也不能过高，以防带

液。

■联系冰机岗位降低氨冷器气氨压力。

♦定期排油排水，以提高氨冷器中的液氨纯度。

•利用检修的机会，对氨冷器进行煮油，以提高其传热系数。

二、合成塔压力操作要点

1、合成系统压力超高的原因及处理方法

原因

•气量上涨引起压力上涨。

•循环氢比例失调引起压力上涨。

•循环机跳闸引起系统压力陡涨。

・合成垮温引起压力上涨。

•系统CK,和进口氨含量高致合成反应差引起压力上涨。

•循环机活门坏或者活塞环磨损严重，循环量不够引起压力上涨。

处理方法

•加大循环量，启循环机。

•联系造气调节循环氢比例、合成微调放氨等措施调节循环氢比，当氢氮比严重

失调，副阀与近路无法调节时（如果通过近路调节将会导致超压事故）可以带电炉操

作。

•通过来调节导入平衡气量，紧急情况可先开塔后放空，压缩减量。

•先减量保证不超压，再迅速启备用循环机。

•带电炉升温，若压力仍高，可减量保证不超压。

•通过放氨和降低氨冷温度来调节。

•倒循环机检修。

2、合成系统切导的操作要点

•切导一定要先联系压缩岗位。

•切导时一定要先开补气放空，再关导入阀。

•关导入阀不能太急，要密切注意导入压力的变化，防止压缩机超压。

•压缩机放空时，应先关闭导入阀。

3、氨合成系统压差过大的危害、原因及处理方法

危害

•易损坏合成塔内件、冷交内件、热交内件等设备。

・循环机超电流，严重时造成循环机跳闸，甚至损坏。

•循环量下降，降低生产能力。

原因

•合成塔阻力大

-合成催化剂因高温或结块引起阻力逐渐增大。

-卸装催化剂时底部不锈钢丝网损坏，催化剂颗粒掉入换热器，引起堵塞。或填装

的催化剂颗粒过小或填装量过多，引起阻力大。

-内件安装同心度不符合要求，塔壁环隙不均匀；或内件保温损坏，保温材料堵塞,

阻力增大。

-内件设计、制作有缺陷，造成阻力大。

•热交阻力大。合成塔内件保温材料、油污、铜液等杂质和细催化剂颗粒带入热交,

造成管道堵塞，压差增大。

•油分离器填料被油污堵塞，阻力增大。

•氨冷器阻力大。高压列管（或盘管）积水成冰，将高压列管（或盘管）堵塞或者

精炼气中二氧化碳微量跑高，进入合成系统与循环气中氨发生反应，生成碳铁结晶堵

塞高压列管，形成阻力。

•冷交及部分管线阻力大。

.精炼气中二氧化碳微量跑高，进入合成系统与循环气中氨发生反应，生成碳链结

晶堵塞冷交的换热部分或者是装填触媒时，触媒份未吹干净，长时间和油污一起粘在

列管上形成阻力。

•铜液带入合成系统，使系统阻力增大。

处理方法

•对合成塔引起的压差要查明原因，更换催化剂或内件，或重新调整内外筒间隙，

或修复内件保温。

•热交引起的阻力，停车检修清理内件异物。

•对于冷交、油分、氨冷器及管道堵塞等原因造成的阻力大，停车用蒸汽热洗或热

煮，以清理系统结晶、油污及铜液等。

三、液位操作要点

1、冷交、氨分液位的控制要点

•系统甲烷较高致炉温不易上涨时开大放氨阀，降低系统甲烷。

•冷交液位显示失真，合成塔进口氨含量高，开大放氨阀。

•防止跑气，氨分及冷交放氨时，应严防高压气体窜入液氨贮槽和液氨带入循环机

和合成塔。

2、放氨操作要点

・氨分、冷交在液位计正常的情况下，依照液位计调节，一般控制在40〜60沆

•在没有液位计的情况下可凭借看、听、摸的方法和平时的操作经验控制：一看，

密切注意放氨压力表的变化。若压力表指针摆动较大，则放氨过大，带气严重，若压

力表指针不摆动，则放氨过小，有可能带液。正常时放氨压力表指针应有规律地小幅

摆动。二听，勤听放氨的声音，因气体、液体、气液混合气声音不同，带气严重发出

“哧哧”声，带液则声音较小，气液混合气发出有规律的大小声音；三摸，摸放氨管

线温度，若放氨过小则温度较高，若放氨过大，则管线温度较低且有挂霜现象。

•据生产负荷的轻重来决定放氨大小，负荷重可放氨稍大，惰性气体控制低限，反

之亦然。

3、锅炉液位控制要点

嘴炉操作开车前应提前四小时开出口蒸汽煮炉阀。检修后开车应提前八小时煮炉。

煮炉时锅炉液位控制30%。

•正常运行时锅炉液位控制10%,防止干锅或蒸汽带水。

•锅炉仪表液位计由电控专人管理，严禁开液位计排污。

•锅炉液位计失真时可以通过锅炉出口温度进行控制上限W22CTC。

•严格控制锅炉补水质量，按水质情况及时排污，确保炉水质量符合工艺指标要求。

在完成以上各项工作的同时，认真进行巡回检查。

4、氨冷器液位控制要点

・根据氨冷温度调节氨冷器液位，温度上涨时开大加氨阀（一般是小槽加氨阀），

如小槽液位过低，倒大槽加氨阀。

•如气氨压力上涨引起氨冷温度上涨时，适当开大加氨阀后，氨冷温度下降不明显,

通知冰机岗位加启冰机降低气氨压力（防气氨带液）。

•氨冷器加氨时，严格控制液位上限，不能带液（气氨总管温度20℃）

四、气质与气量的控制要点

1、循环气量及循环气中惰性气含量的控制

•根据催化剂活性及生产负荷的大小，并考虑产量与动力消耗的关系，来确定合理

的循环量及循环气中惰性气体含量，以达到最好的经济效果。

-如果氨氮比较长时间不合格或循环气中惰性气体含量高而引起系统压力超指标

时，除要求造气工段调整氢氮比外可适当增大系统弛放量来进行调节，使系统压力控

制在工艺指标范围内。

2、循环气氢氮比过高或过低的影响、判断及处理方法

影响

氨的合成反应要求循环气中氢氮比一般控制在2.2-2.8范围内。根据催化剂的型号

及不同使用阶段进行适当调整。氢氮比控制不当，过高或过低都会使催化剂床层温度

大幅度降低，其中氢氮比过高对催化剂床层温度的影响较大。严重时可造成催化剂床

层温度下垮，系统超压的事故。

判断方法

­合成循环氢自动分析仪是否显示正常。

•氢氮比低则循环机电流高，系统压差大；氢氮比高，则循环机电流低（这是因为

氢气比氮气密度小，通过管道的阻力小因而耗电少）。

处理方法

・关小冷副阀，减小循环量。若温度已下垮，则应降压，启电炉升温。

•通知造气调整氢氮比。

3、合成塔进口气体氨含量高的原因和处理方法

原因

•冷交内漏，含氨高的管内气体漏入分离液氨后去合成塔的气体中。

•冷交的分离部分损坏，或油污堵塞造成氨分离效率低，或液位控制过高，气体带

液氨，使合成塔进口气体氨含量上升。

・氨冷温度高，影响气氨冷凝为液氨，使合成塔进口气体氨含量上升。

处理方法

•检修冷交。

•加强冷交排油，必要时停车煮油。

•降低氨冷温度。

4、补充气中的CO和CO,含量高的影响及判断和处理方法

影响

补充气中的CO和C02含量超标，进入合成塔后，co、co?和上在催化剂床层中会发

生下列反应：

C0+3H2=====（：出+氏0

C（V4H2=====CH,+2HQ

生成的水蒸汽又与催化剂中的a-Fe发生如下反应：

H2O+Fe====FeO+H2

3H20+2Fe=====Fe203+3H2

反应结果是催化剂中能起活化作用的a-Fe被氧化成氧化亚铁和三氧化二铁，会

出现催化剂活性降低，催化剂床层温度迅速下降，系统压力升高等催化剂中毒现象。

CO,高不仅能使催化剂中毒，还能和系统中的氨生成碳氨结晶，造成系统管道、设

备堵塞，使系统阻力增大。

判断方法

・精炼气微量CO、CO2自动分析仪可明确显示；

•催化剂发生中毒时，首先表现出催化剂床层的中上层温度下降，而热点温度则略

有上升，并且热点温度开始下移，压力也随之升高，如不及时处理，当热点移至最后

一点时，就会造成催化剂床层温度下垮事故。

处理方法

•联系压缩岗位切导，打开补气放空阀，关导入阀。

•迅速关闭合成塔冷副阀和减小循环量。

•根据情况可以启用电炉来提升温度。

•待气体成分合格，催化剂床层温度正常后，逐渐加量，恢复生产。

事故处理过程中，应注意氨分和冷交液位，不致发生高压窜低压事故。

5、合成塔进口气体带液氨的影响及判断和处理方法

影响

由于冷交液位调节不当，致使液位过高造成液氨带入合成塔。

液氨带入合成塔后，使塔内氨含量增加，它能抑制合成反应，减少反应热，而液氨

在塔内蒸发，又要吸收热量，因此造成催化剂床层温度下降，严重时会垮温；更甚者

会因温度骤变造成合成塔内件损坏。

判断方法

•液氨带入合成塔的特征是催化剂床层入口温度下降，进口氨含量猛升，催化剂上

层温度急降，系统压力迅速升高；

,冷交液位过高。

处理方法

•迅速放低冷交的液位，如果液位计有故障应及时联系仪表工处理。

・关闭合成塔冷副阀，减小循环气量，以抑制温度下降；如果温度以降至反应点以

下，可停止补气降压送电升温。

•温度回升正常时，应逐步加大循环量，防止温度猛升；一般带液氨故障消除后，

温度恢复较快，要提前加以控制。

6、合成塔进口气体带铜液的影响及判断和处理方法

影响

・铜液中有残余co和co?会使催化剂暂时中毒。

•铜液中有少量能使催化剂永久性中毒。

H2S

•铜液中带入塔内会使铜液附着在催化剂表面，使其失去活性。

•铜液带入塔内会损坏内件。如果同时开用电炉，则因铜液导电会使其短路而烧坏

电炉丝。

判断方法

•铜液带入合成塔时催化剂床层温度稍升后就剧降。尤其以顶层显著，其他各层温

度亦随之下降。系统压差增大，系统压力升高。

•冷交液位变蓝，油分离器可排出铜液。

•气体中带有铜液，易使气体流经管道时的阻力增加，循环机压差大。

•合成分析室，微量表取样点堵塞或排出铜液。

处理方法

•立即关闭导入阀，同时打开补气放空阀，以免继续带液。

•如果铜液未进入合成塔，只进入冷交及油分离器，应停循环机，关合成塔进塔主

阀及冷副阀，放掉冷交和油分的铜液，并作塔前吹净，以彻底清除系统内铜液。

•如果铜液已进入合成塔，使催化剂中毒时，则可在高温、低压下用新鲜气进行置

换和还原，以恢复其活性。如果处理无效，则只有更换催化剂。

7、气量加减的操作

•根据催化剂活性及生产负荷的大小，并考虑产量与动力消耗的关系，来确定合理

的循环量，以达到最好的经济效果。

•根据加减气量的大小及时调节放氨，注意控制冷交和氨分液位。

•调整氨冷器加氨量和锅炉加水量。

•加量操作要缓慢进行，减量要迅速。

五、设备操作要点

1、循环机操作步骤及注意事项

循环机技术参数：

「一2'循环机电流W28.2A3,—4'循环机电流W330A

备用电流不允许超过额定值

操作注意事项：

・循环机电机启动前必须对循环机进行详细检查，得到电工得明确回答后绝缘对

地电阻大于0.5MQ,以及负荷允许开启后由电工开启方可进行操作。

•电机启动时应密切监视电机启动时的各种状况，如电机转动极慢且伴有“嗡嗡”

响声或有冒火、冒烟等情况必须马上停机，通知运行电工进行详细检查。

•操作工在操作室需监视电机负荷情况，如有电流跑高需进行工艺方面检查并联

系电工现场检查。如电流表突然打翻应迅速作出判断，紧急情况下可紧停，防止事故

扩大。

巡检注意事项：

•电机巡检时应注意电机运行时的振动情况，声音、电流等。

•如电动机声音异响，电机有烟糊味，应迅速联系电工检查，必要时可直接停机

处理。

2、循环机输气量突然减少的原因及处理方法

主要原因

•循环机近路阀内漏，使部分出口高压气返回进口，使气缸温度升高，输气量降

低。

•气缸进出口活门或活塞环损坏，造成输气量减少。

•循环机填料函漏气或缸套磨损，气缸余隙过大使输气量减少。

•循环机皮带打滑，使循环机转速下降，造成输气量下降。

处理方法

•倒用备用循环机生产。

•查明事故原因，视情况更换近路阀，检修循环机，更换或拉紧循环机皮带。

3、循环机轴瓦等主要部件烧坏的原因及处理方法

原因

循环机在整个运行过程中，如有下列原因，就会发生轴瓦、活塞环、缸套、活塞等

主要部件烧坏的事故。

•当出现油过滤器堵塞、油箱油位过低；油泵齿轮间隙过大或油泵烧坏等现象时，

油泵机将缺油断油，造成轴瓦等主要部件烧坏的事故。

•油的型号不对或油质不佳，含水量高，杂质多，使油的润滑作用下降。

•轴瓦的轴承与轴颈的间隙装配不当，而不能使油在金属表面形成适当厚度的润滑

膜。

处理方法

•发现部件烧坏后，应紧急倒用备用循环机生产。

•根据不同情况检修循环机。

•根据不同原因，恢复油压，并保证循环机用油质量。

4、循环机活塞杆等主要部件断裂的现象、原因、处理方法及预防措施

现象

•循环量突然减小，合成塔炉温上升，系统压力上升。

•循环机有不正常敲击声，电机电流下降。

•可能产生拉杆和高压气体冲出，造成着火或爆炸。

由于循环机高速运行，一旦主要部件断裂，可能造成大量高压可燃气体喷出，形成

爆炸性气体，遇运转部件撞击，产生火花，或自身高速冲击产生静电起火爆炸，严重

时造成车间爆炸，人员伤亡。

主要原因

­部件材质或加工质量不符合要求。

­螺栓或开口稍松动脱落后未及时发现。

•安装检修质量不好。

•系统阻力大使循环机进出口压差过大，循环机超负荷。

•进出口活门装反，气体压缩无法输出，或气缸中有异物，发生撞击，也能造成活

塞杆断裂等事故。

处理方法

•紧停循环机。

•如有高压气体冲出，应迅速关闭进出口阀。

•检修循环机。

•当发生着火或爆炸时，按高压点泄漏紧急预案处理。

预防措施

•确保备件质量，加强验收管理。

•严格按规程进行循环机安装与检修。

•严格控制循环机进出口压差不超指标。

•加强巡回检查，发现有异常响声及时停车处理。

5、氨冷器高压盘管破裂的原因与处理方法：

主要原因

•停车热洗时，氨冷器内液氨未蒸发完，通蒸汽后，蒸汽被冷凝为水，进而结成

冰，把盘管胀裂。

•停车清洗时，盘管内留有积水，开车后当氨冷器加氨后温度下降，到o℃以下管

内积水成冰，会将盘管胀裂。

•当氨冷器内存有液氨时，如果用水冲洗高压管，水会在盘管内结晶将管胀破。

・氨冷器长期使用，因磨损和腐蚀也可能造成盘管破裂。

处理方法

・停车热洗合成系统前，要将氨冷器内液氨全部蒸发完毕；系统开车前，要将系统

内的积水全部吹净。

・严禁在氨冷器内存有液氨时，用水冲洗高压系统。

•定期对氨冷器进行检测和水压试验，及时更新存在有隐患的设备。

6、电炉操作要点

（1）、电炉开、停操作法及注意事项

•启用前应检查绝缘电阻，一般对地绝缘电阻应大于0.2兆欧。

•启用前将系统内各阀门的开关位置检查清楚，特别是主阀、合成塔出口阀、副

线阀是否关闭。

•先开循环机，后开电炉，电炉使用过程中必须保持足够循环量，系统压力不得低

于6MPa。

・保温保压时，触媒热点温度不超420。（2。

•注意电压、电流的变化，严禁超负荷使用电炉。

•若遇循环机故障，应先停电炉。

•主阀进气量不能太小，使用中严禁使用塔底副线。

•每次升降电流不得超过30A,并要求最少间隔半分钟，循环气量调节每次加减近

路不超过一圈。

•使用前，先启动电炉风扇，将电炉电流回零（回零指示灯亮），然后启动主电源

按钮，烘炉三分钟后，根据温度情况，启动升压按钮。

操作注意事项

•电炉在每次起用前必须通知运行电工进行检查确认是否具备通电条件，得到电

工明确回答，并做好相应记录，方可使用。（开车时必须保证有一台循环机开启，防电炉

干烧）电炉开启后必须仔细观察电炉运行情况，调节电炉电流升幅不得高于30A/次，

每次间隔不得低于30秒，电炉电流最高不得超过电炉额定电流（1500A）。同时监视调

压器运行情况（温度、声音、接线柱、接线鼻、是否漏油）。

•如在运行过程中发现电炉电流有异常跑高或电流大幅波动不稳时应及时联系运

行值班电工进行检查。同时要紧急作降电流或停电处理。

•电炉使用完毕后，应用降档按钮把电流降至最小位置至回零指示（允许合闸）

灯亮，然后依次分断电炉开关、电源开关。使电炉处于完好备用。

巡检注意事项

•操作工巡检时要注意电炉小盖和测温套管是否漏气、电炉接线处是否发热严重。

比如导电杆发红或电缆绝缘烧坏等。

•电炉开启后防电炉电流升幅过快，电炉受热变形严重，烧坏电炉丝，电流过大

可能发生变压器开关跳闸，引起全厂停车。电炉开启后必须告知合成塔顶作业人员电

炉已开启，导电杆已带电，防触电事故的发生。

•电炉开启时必须保证有相对应的循环机开启，保证一定气体循环，防电炉干烧。

(2)、合成塔电炉丝烧坏的主要原因及防范措施

电炉加热器使用过程中，电流指针突然回路为零，经测量绝缘电阻为零不能恢复正

常，可以判断为电炉丝烧坏。

主要原因

•电炉丝设计安装存在的缺陷

-电炉丝过长，膨胀间隙不够，在升温过程中受热伸长，造成短路而烧坏。

-电炉丝材质差，高温时烧坏。

-电炉丝安装不在中心易碰壁；绝缘瓷环固定不好，气流冲击易短路。

•循环气量不足，电炉产生的热量不能及时移走，以至电炉丝温度过高而烧坏

-操作错误，如开车时先开电炉后开循环机；停车时先停循环机，后停电炉；塔出

或塔入阀未开，即开用电炉等。

-循环机跳闸或活门坏，打气量显著减少而未能及时停电炉。

•电炉短路后由于电阻减小，使电流增大，发热量也随之增大，当超过额定值时，

使电炉丝熔断而烧坏

-操作不当造成合成塔气体倒流，使催化剂细粉堆积在电炉瓷环上，使电炉短路。

-雨雪时，电炉设备保护不好被淋湿，引起短路。

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