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陕西兴化转化催化剂的使用情况总结

[日期:2012-09-14] 来源:  作者:郭江坤 [字体: ]

陕西兴化集团有限责任公司的换热式转化工艺由化工八院设计,西转化炉于200137日投入生产运行,东转化炉于2001410日投入生产运行。一、二段转化炉使用的催化剂为四川天一科技股份有限公司生产的镍催化剂。一段转化炉为CN-23型,灰黑色七孔圆柱形,NiO14%,其中CN-23-2(长型)装下部,装填量3.51 t;CN-23-1(短型)装上部,装填量3.14 t。二段转化炉下部为CN-20型,NiO14%,瓦灰色环状,装填量8.66 t;上部Z205型热保护催化剂,NiO5.0%,瓦灰色环状,装填量2.55 t。单套合成氨产量7.5t/a,天然气投气量8200 m3/h,空速1414 h-1

2台转化炉投用后,先后对转化炉的喷嘴进行了改造,并更换了催化剂厂家。

1.西转化炉

2002720后,西转化二段出口CH4含量突然上升,接近0.60%,但一段出口CH4含量不高,平均在37%117,西转化停车更换一、二段炉催化剂,121西转化升温开车,在导气后效果不明显,一段出口CH4含量20%左右,二段出口CH4含量1.0%以上,经认真分析判断后,确认一段炉猪尾管泄漏,与催化剂活性无关。20042214:50,西转化二段炉顶氧管线爆炸着火,公司决定将二段炉非金属烧嘴改为金属烧嘴,使生产运行上更安全、高效,期间二段炉更换部分催化剂3.4 t2007815,西转化二段炉喷嘴扩能改造,将氧流道内孔径由30 mm改为40 mm。直至200895停车,对一、二段炉催化剂更换,使用湖南醴陵市协华科技实业有限公司生产的镍催化剂,一段转化炉为灰黑色球体,下部为大球FZ-3Q1 NiO14%,装填量3.5 t;上部小球FZ-3Q2 NiO16%,装填量3.0 t。二段转化炉从下往上装填的催化剂为FZ-4Q球形催化剂,NiO14%,装填量4.0 t;FZ-4催化剂圆柱形,NiO14%,装填量5.0 t;保护剂FZ-5圆柱形,NiO5.0%,装填量3.5 t。使用至今,一段炉出口CH4含量38%左右,二段出口CH4含量0.4%,一段炉出口温度TI-121维持在720~730 ℃之间。

2.东转化炉

东转化炉2003919日停车后,现场未及时关闭天然气手动阀,仪表处理电磁阀(HS-105)和自调阀(FICA-106)过程中,造成天然气单独入炉,引起一段炉催化剂析炭、粉化,催化剂活性丧失,开车后,一段炉压差(PDI-118)显示过大,570 kPa,停车后用蒸汽吹除,效果不佳。921日停车对一段炉催化剂更换,装填量7.0 t。这次事故后,车间于20031010日及时补充操作规程——《关于换热转化炉升温还原及操作当中注意问题》,并明确规定,停车后现场必须迅速关闭天然气手动阀,并且在天然气手动阀前增加放空阀,避免事故发生。20031221日,二段炉燃烧室发生砖烧融事故,催化剂结块严重且颜色发绿(有尖晶石NiAL2O4生成),遂决定对其更换,装填量为 11.21 t,更换后使用情况良好。2006618日,东转化二段炉喷嘴由非金属改为金属喷嘴,氧流道内孔径为34 mm20091013日大检修,将一、二段炉催化剂更换为湖南醴陵生产的镍催化剂,听取兄弟厂家和催化剂厂家建议,加大一、二段炉催化剂的使用量,一段转化炉装填量7.85 t,二段转化炉装填量14.0 t,使用1 年多来,效果良好。一段出口CH4含量30%左右,二段出口CH4含量0.30%以下,一段炉出口温度TI-121696 ℃。

转化炉改扩和更换催化剂后的结果如下。

1.东转化炉的催化剂由四川天一科技产的催化剂更换为湖南醴陵市协华科技实业有限公司生产的镍催化剂后(在改为金属喷嘴后),投气量和原料气空速均有所提高,在将氧流道扩大为40 mm后,一段出口的CH4含量在30%,二段出口CH4含量在0.27%,控制在0.3%以下。

2.西转化炉在2004年改为金属喷嘴后,增大了投气量和原料气空速,二段转化的出口CH4含量为0.70%,但不能保证出口CH4含量在0.40%以下;2007年更换成大喷嘴后,改为湖南醴陵的镍催化剂,投气量达到了11500 m3/h,空速2035 h-1,二段转化的出口CH4含量控制在0.40%

3.20089月大检修后,西转化一、二段催化剂全部更新,合成氨产量在650 t/d以上,并于20091027对东转化二段炉喷嘴扩能改造,氧流道内孔由34 mm再次扩大为40 mm,且对催化剂全部更新。转化单套投气量变为11400 m3/h,空速2018 h1,合成氨产量最高达到697 t/d,但一段转化炉、二段转化炉催化剂的装填量并无明显增加,这样催化剂活性损失就会加快,催化剂使用寿命缩短。

另外,公司要求甲烷化后CH4含量由1.0%降至0.65%以下,这样转化出口CH4含量需控制在0.30%左右,为合成岗位提供精良气体。目前西转化工艺很难保证出口CH4含量0.40%以下,(TI-121730 ℃左右,超过工艺指标30 ℃运行),公司需利用合理时机对西转化催化剂进行更换。

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