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确保低变系统高效安全长周期运行的措施

[日期:2011-09-15] 来源:江西昌九生物化工江氨公司  作者:张小虎 丁光华 [字体: ]

江西昌九生物化工江氨分公司自从使用全低变技术以后,经济技术性能得到了显著的提高,产量也有大幅度的提升。原先,该公司有2套变换系统:一套常压变换系统,一套为加压变换系统。自从在原加压中温度变换改为全低变技术后,对常压变换系统进行了拆除,公司合成氨产量非但没有下降,反而得到了较大的提升,同时,水、电、汽耗也得到了大幅度的下降,给公司带来了可观的经济效益。

全低变系统运行异常会给整个合成氨装置的连续生产带来不利影响,其主要表现为:变换率下降,蒸汽消耗大幅度上升;设备腐蚀严重,更换频繁;催化剂结块,使用寿命缩短。加上公司全低变装置仅此1套,一旦出现故障,就会直接影响整个大装置的生产。为确保低变系统高效、长周期地运行,应做到以下几方面。

1.催化剂在使用前严把硫化关。公司用CS2来硫化Co-Mo低变催化剂,由于硫化时CS2本身并不直接与催化剂发生反应,它必须转化成H2S才起作用。而CS2的加氢反应为强放热反应,再加上硫化反应本身是强放热反应,稍微控制不当,就会出现催化剂床层超温,严重时烧坏催化剂。故在催化剂硫化时,严格遵守提温不提高CS2浓度的原则,反之亦然。另外,还应特别注意的是,使用CS2作为硫化剂时,在添加前严格控制催化剂床层温度,不能低于200 ℃,如果催化剂床层温度低于200 ℃,CS2在催化剂床层中转化不完全,催化剂硫酸盐化严重,加氢活性差,会造成CS2进入后续设备,引起设备的腐蚀,成为影响安全生产的隐患。

2.操作过程中应注意的事项。由于Co-Mo低变催化剂具有起活温度低、煤气预热负荷小、节省传热面积、开车启动快的特点,催化剂可在较低的温度和汽气比较低的条件下操作,有利于减少热损失,节能效果显著。在相同的规格设备条件下,生产能力可有大幅度的提升,有利于设备挖潜,节约投资。然而,低变催化剂怕油、怕水、怕氧,要求煤气中的硫含量较高。怕油是催化剂在180200 ℃的条件下,煤气中所夹带的油一旦进入催化剂层,便以液态的形式附着在催化剂的表面,阻断气固体接触的途径。液态水的主要危害是导致催化剂反硫化,特别是氧严重跑高时,会使催化剂烧结,导致永久失活。因此,在实际操作中特别应注意以下几点:(1)用加减蒸汽的方法,控制汽气比,当变换气中的CO高时,视催化剂温度可加大蒸汽的用量,反之减少;(2)用变换气副线和加减蒸汽的方法来控制催化剂层温度;(3)用向增湿器加减喷水量的方法来调整催化剂层的温度;(4)通过调节热水流量的方法来控制饱和温度;(5)加强各处的油水排放,特别是饱和塔出口煤气分离器积水的排放;(6)加强饱和热水塔中热水的pH和总固体含量的监控,严格控制在指标范围之内;(7)加强煤气中H2S含量的监控(控制煤气中H2S含量在100 mg/m3左右),H2S含量过高会引起设备腐蚀,过低会使催化剂出现反硫化现象;(8)严格控制饱和热水塔的液位;(9)严格控制煤气中的O2含量,一旦超高要立即降低煤气的处理量,O2跑高特别严重时,应作切煤气或停车处理,防止催化剂烧坏;(10)停车后,一般应维持系统为正压状态,由于Co-Mo催化剂的特殊性,切忌用蒸汽保压,遇检修需要系统卸压时,仍需要用氮气进行保压处理;(11) 开车时,视催化剂层温度情况,加减煤气流量时,切忌过快、过猛,以免引起催化剂瞬时超温或吹翻床层,引起气体偏流。

3.设备的维护方面主要注意变换系统的大热交换器和水加热器的维护。

1)大热交换器的维护。变换系统除了变换炉以外的大多数设备都是起热量转移的作用。换热设备能否长周期运行,是制约全低变系统运行的一大瓶颈,导致热交换器不能正常工作的主要原因是煤气侧的露点腐蚀问题。这就要求在实际生产中,大热交换器的换气副线不能全开,要加强饱和塔出口煤气分离器冷凝水的排放,此处添加的蒸汽不能中断。

2)水加热器的维护。公司的变换系统中水加热器多采用间壁传热的设备,由于此类设备数量多,所以故障率高、可靠性差。水加热器因水和三段出口的高温变换气换热,进口侧气体中因CO2H2S浓度较高,气体温度又高,极易产生腐蚀作用。故在实际操作中,低变炉一段出口至三段的变换气副线开度不能过大。另外,为防止水加热器管内热水形成气膜、气泡,热水泵的循环量不能过小。同时,严格控制三段催化剂层的温度也是保护水加热器的有效方法。

综上所述,只有从技术上认真分析,在实际生产中总结经验教训,才能有效地确保整个低变系统安全、高效、长周期、稳定运行。

 

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