ICI 11-3型甲烷化催化剂运行总结
李 强
（中海石油化学股份有限公司，海南 东方572600）
［摘 要］介绍富岛一期合成氨装置甲烷化炉ICI 113型催化剂自1996年原始开车以来的使用情况，通过运行19 a来催化剂床层的出口微量、床层温度、压差变化情况，分析催化剂的实际运行状况，为经济评估和2014年12月份更换新催化剂提供了依据。
［关键词］甲烷化催化剂；活性；床层压差；出口微量；床层温度；床层温升；分析；评估
［中图分类号］ TQ 113.26+4.3 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）
中海石油化学股份有限公司一期（简称富岛一期）合成氨装置采用先进的英国ICI-AMV合成氨生产工艺，设计年产合成氨300 kt，配套生产大颗粒尿素520 kt。自1996年10月建成投产以来，到2014年12月份停车检修，已累计运行19 a，甲烷化炉催化剂累计运行时间140 887 h。
富岛一期合成氨装置甲烷化炉（06R001）装填的是英国ICI公司生产的ICI 11-3型催化剂，是以氧化铝及其他助剂为载体的镍系催化剂，主要组分为NiO、MgO、Al2O3、Re2O3，外观为圆柱体，规格φ5.4 mm×3.6 mm，堆密度1 120 kg/m3，装填量19 t。
1 甲烷化催化剂运行中存在的问题
以天然气为原料的大型合成氨厂，甲烷化炉催化剂一般可以使用5～20 a，富岛一期合成氨装置从1996年原始开车至2014年还未进行过甲烷化催化剂的更换，据实际生产运行情况分析，催化剂存在粉化、下沉、活性下降等现象，生产中ICI 11-3甲烷化催化剂存在以下问题。
（1）催化剂活性下降。原催化剂已使用19 a，期间由于多种原因，经历多次的开停车，加之高负荷运行，加速了催化剂的老化，催化剂活性逐渐降低。
（2）催化剂床层阻力增大。特别是2002年1月，由于脱碳系统大量碱液进入甲烷化炉催化剂床层，使得催化剂床层温度急剧下降，停车后用脱盐水对催化剂进行了清洗，此后催化剂出现粉化和微孔堵塞，导致催化剂床层阻力增加，催化剂活性有所下降。
（3）能耗增加。由于催化剂床层阻力增大，造成前、后系统的压缩功耗增加。
（4）甲烷化炉出口微量逐年上涨，对氨合成塔催化剂的使用寿命造成一定的影响。
（5）每次开车，甲烷化炉出口分离罐液位调节阀经常堵塞，清理调节阀时发现有催化剂粉尘，表明甲烷化催化剂存在粉化现象。
2 ICI 11-3型甲烷化催化剂运行状况分析
在合成氨生产中，甲烷化催化剂的使用寿命一般依据甲烷化炉出口微量（CO+CO2）、床层温度、进出口压差等进行判断。富岛一期合成氨装置虽然从原始开车至2014年甲烷化催化剂未更换过，其活性也尚能维持正常生产，但从系统实际运行情况来看，催化剂可能存在粉化、下沉等问题，活性有明显下降。下面对ICI 11-3型甲烷化催化剂的运行情况进行总结。
2.1 甲烷化催化剂床层压差
富岛一期合成氨装置甲烷化炉床层未设计安装压差表，实际生产中，用入口压力指示（PC06001）和出口压力指示（PC06002）的差值作为甲烷化炉床层压差的参考。投产初期，甲烷化系统的压差在0.07 MPa左右。2002年1月装置大修后开车，由于脱碳溶液脏导致开车过程中发生液泛，大量脱碳溶液进入甲烷化炉，造成其催化剂床层温度急剧下降，之后停车用脱盐水对催化剂进行过3次清洗，开车后催化剂床层压差并无很明显的变化，催化剂活性似乎也恢复正常。但2005年7月，因仪表系统24 V直流稳压供电电源出现故障，导致全系统跳车，开车后甲烷化催化剂床层压差由0.07 MPa逐渐上升到0.2 MPa左右。此现象表明意外停车及意外事故导致催化剂出现粉化或其微孔堵塞逐渐严重，活性有所衰退。2004—2013年甲烷化炉催化剂床层压差变化如图1所示。
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