(黑龙江黑化集团有限公司,黑龙江 齐齐哈尔161041)
[中图分类号] TQ 113.24+7[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2012)
我公司硝铵厂合成氨装置设计生产能力为60 kt/a,氨合成塔内件原采用瑞士卡萨利公司的轴-径向塔内件,1992年投用,设计使用寿命为10 a,已使用了19 a,塔内件已出现氢腐蚀现象,因此2011年7月大修时利用原合成塔外筒,将内件更换为南京聚拓DCZφ1000型氨合成塔内件,原550 kW电炉改成850 kW电炉,同时装填活性较高的小颗粒催化剂(粒径1.5~3.0 mm)。本文主要对该炉氨合成催化剂的还原情况作一介绍。
1 氨合成工艺流程
经氨冷分离后的气体出冷凝塔(温度26 ℃),占总气量90%的气体入气-气换热器管间换热,温度升到197 ℃,其中占总气量55%的气体进入合成塔底部换热器,35%的气体作为冷激气由合成塔上部进入第二床催化剂层。未经气-气换热器换热占总气量10%的气体分2路:一路作为保护气由塔顶进入,在受压外筒与内件之间的环隙内自上而下流动,冷却塔壁,并与塔底主气汇合经预热后进入(通过换热器的中心管)第一催化剂床层,大部分气体由内向外作径向流动,少量气体作轴向流动;另一路作为零米气冷激气,调节第一床层入口温度在345 ℃。第二床入口温度为392 ℃,通过直接进入塔内的197 ℃的冷激气进行控制,合成气大部分由外向内作径向流动,少量作轴向流动。出第二床层的合成气进入塔底换热器预热进塔气体,出塔合成气温度372 ℃,进入废热回收器管内与管间脱氧水换热,产生1.3 MPa蒸汽去管网,气体被冷却至215 ℃,进入气-气换热器管内与进塔气换热,被冷却至58 ℃,然后去水冷器进一步冷却到35 ℃以下,经氨分离器分离掉液氨后进512循环机,补充压力后开始下一个循环。
2 催化剂装填
第一床层装填的是预还原态催化剂,装填量4.08 t,装填高度3.58 m;第二床层装填的是常规的氧化态催化剂,装填量10.4 t,装填高度6.59 m。为了使装填的催化剂更安全,在一床上部又装填了大颗粒预还原态催化剂,装填量0.15 t,装填高度0.2 m。氧化态催化剂是河南骏化催化剂厂生产的A310-2型氨合成催化剂,粒径在1.5~3.0 mm;预还原态催化剂是南京南化公司生产的A110-1H型氨合成催化剂,小颗粒粒径在1.5~3.0 mm,大颗粒规格为6.7 mm×9.4 mm。
装填时,先计算好催化剂筐内环隙单位体积催化剂的质量,再根据计算结果装填,并用振动器振动,振动后的催化剂堆密度在厂家要求的2.8~3.2 kg/m3,说明该塔装填的催化剂基本达到了均匀致密的要求。
3 催化剂的升温还原
3.1 升 温