1、24萬每年卡薩利氨合成裝置運行問題及解決方案目前國內外a型先進的人合成氮11藝技術主荽以丹壷托普索"瑞士卡薩利.美國凱洛格等技術為代衣曲卡薩利氨合成塔內件釆用軸徑向而托普索氨仟成塔內件采用徑向n卡薩利需購買專有*塔內件托普索需購買專有催化劑且催化劑用量S1M50%，卡薩利工藝（影川r原裝丑升級擴產改造）與托普索工藝相比.價格上占著很人優勢、近幾年在國內發展絞快HM場份額較大,30nl/a規模仔成氨裝置大部分采用卡薩利I】藝肖0）t/a規模的采用托普索和凱港擠絲比例較人“1合成系統L藝流程K礦魯南化肥f雙結構24萬t%堿件成裝置引進卡薩利匚藝包，關鍵設備合成塔內件和玻錯采用進口設仟成塔

2、外簡和it余設;fr山閑內冇制造業績的廠豪制造.合成系統匚藝流程見圖I-目前卡薩利公旬指定的國內3家催化劑廠家分別是:南京的徳國南力化學催化劑廠（原南京曲器;&水冷殊；丁一掙氣體換抄嚳慣一初供輒冷器用一蜒器：m鹹分離黔巴斯夫催化劑廠）；山東臨胸娠I'ft匚有限公司（原山東環球化匸集團）；盤錦南“化學遼河催化劑有限公司（原遼河催化劑廠）充礦魯南化肥廠在2008年采用的址原南京巴斯夫催化別廠的AII0系列的催化劑第1層為贖還原催化劑泰，第2、第3層為氧化態該介成塔為3床層和2個換熱器結構均為軸徑向設計氣體流向均為從外向內上2層再進入層何換熱器氨介成塔結構不總見圖2。圖2i（介成培給

3、構示慰2裝世運行現狀氨合成系統自2008年年初開始試車、吹打氣密性試驗丁5丿J開始升溫還原至今已經運行了5年時間合成裝置運行平浜操作簡m、方便靈活、能耗較低介戚系統氣關鍍指林甚木q設計指標致気合成系統部分描標対比見農i農1住介成系統部分折標對比1集統托力/MPu15.514.5215133甲烷含AU%10!54級颯冷泓Kl/l52.15ffiffB/m1-b-1WKM)02X50(M)6介戰烙入lltfitiq體金fit/%<10157介戰琳入ii缺含at/仔2.632.08堆塔氣MftCO*CO3/ixio<1009入塔ll2O/xio4<£0.50續花序兮頂na

4、ite冃曲故獻10折鮮氣mttCOCOj/xlO'*<10011廢#i岀口a/t/x26024012鋁爐價水偵熱n出口am/%：2IX23613().2850.3314SE/k/MPj1.00.7615入1丨欽介St/瞬2.652.016級執冷沿氏/Y-!0-14.517介成埒入1】泓KI/P193.5194!XWi床層停化利入口«/</%：J64±339519Ml床tfHtMHluai/d/T488工349020第2床jgn化刊入nam/x397±342621期2床層催化別岀nartt/r44747022那3床層偉化刊入口airtc/r385

5、±137623第3床層ft化刊岀IIM/%424*341024合K琳出4244103系統運廳問題及解決方案3.I催化劑床層溫度調節存在的問題第1床層催化劑溫升降低熱點溫度下移催化劑床層溫度調節閑難。從操作上該系統門投入生產以來應該直運行較平穩但催化劑溫.it的控制F段隨時何的推移止逐步減少.從目前運行現狀看，第】床肚的溫升較設計指標低了近2or.次入塔氣體溫度也略高丁設計折標目前溫糜調節的狀態足次入塔氣的熱氣氣換熱佛的為烙全關入塔氣的層制線全關.層調Yi氣全關：出塔氣的廢鍋給水加熱器副線全開主線開度約為1/4多點（為捉高入塔氣體的溫度）調節溫度的乎段僅利下調整循環杲了口前對上層溫度的

6、調節（2經非簾被動由于該介成塔設計上只有依靠層間換熱器來加熱入塔氣沒有設計塔底部換熱霽故只要上層催化劑溫升不夠，很容易引起垮爐溫事故。（2）原因分析。因經濟運行原因循環氣中的惰性氣含盤過高引起催化劑反應熱不夠該塔的操作從投入生產開始就出現入塔氣的熱氣氣換熱器的旁路全關（為提離一次入塔氣體的溫度）.出塔氣鍋給水加熱益是副線全開主線開度約1/3（捉高k熱人:體換熱益的熱氣溫度）入塔氣的層副線開度釣為30%流量最大時為8（MM）nf/h.二層調節氣最大開度為20%,流量約為6000mJ/h.明顯表現出上層反應熱不足.對比貴州開陽卡薩利介戍氨運行悄況曾南的悄況正好相反是上層溫度溫升過島.各類降溫的措施

7、基木用盡入塔氣體才達到160遠低丁曾南的1920且采用了捉島氨冷溫度人為破壞能比等降溫措施.分析原因除了開陽處丁開車初期外，史亜要的凍因是開陽的就系統凈化【：藝是低溫甲醉洗和液氨洗侑性氣成分低其介成循環氣中的甲烷金量約為4%。遠低于8%的設計值.催化劑已經運行近5年.期間也因2次氧化物中壽導致上層觸媒的活性加速下降<3）釆収的抬施與效果：優化空分和凈化系統的操作降低甲烷和恰性氣體的含量;優化爼回收裝置的運行,降低合成氣中的惰性氣含量同時配合脫碾系統的閃煎氣放空新I：I臺吹鳳氣鍋爐回收利用弛放化合理調整閥門開度提高入塔的令戚z（溫度；利用系統停乍的機會対合成催化劑進行次深度還原以捉高催化劑

8、的活性。采取措施民爐溫運行半穩I：層催化劑熱點溫度在最下點為492滿負荷運行系統壓力在14.5MPa.菇本満足安全穩定運行.（4）進步的改進建議：在做好指標優化和監控的同時及早里換上層催化劑;建議魯南在下次史換內件時調蜿孑觸媒筐的體積適芳加人上層筐的體積擴大流通面積，捉高溫升;建議設計臥位左【藝包設計時充分考股整個系統裝盤的情況尤其是空分裝國和凈化裝陽的設計空分裝1分冇氮系統和無氮系統對使ffl甲烷化I.藝（精制氣中怖件氣九;伐離的工藝）的廠家.適I環氣中的惰性氣含量到15%,對使用低溫甲醇洗和統的降低到6%以使卡薩利裝置適用于不同凈化和m制的工藝使之都能達到節能和方便操作的日標3.2介成塔停

9、車保溫時間過短（1）存在何題。該塔為熱壁塔設計系統停維不需耍對催化劑床層進行降溫處理可左按停年保溫保壓，待氣體合格后血接接氣開車,這是熱哦塔的優勢但該介成塔的兒次停乍保溫的時何太短.最多2天就降低到了催化劑起始活件的300V以下無法n接接氣開年.（2）原因分析.原設計屮合成塔為防止塔樂超溫未設計保溫層筒外只冇|層鋁皮包抵由于介成塔外筒是熱樂設計.塔璧最離點溫度比入塔氣的溫度低10Y左右止常運行時合成塔外筒農面ifl度至少在150X：以上空光鋁皮內煙囪效應嚴垂熱*敬失快.般保溫保床停乍約2夭時何熱點溫度就會降低到300r以下.（3）改進措施.2012年經多次與卡薩利公司溝通交流，蟻右在鋁皮內增加

10、了約4（m厚的巖檢保溫運行晴保溫效果較好.保溫的時間nJ延長到4天塔外樂溫度比改造前升島了約5七。需引起注&的址在停午時要注盤防止塔內熱氣倒流并嚴防塔外樂趙溫33介戚塔爪差超標（1）存在問世.該塔設il內件壓筈為0.2X5MPa冃前系統滿負荷時壓差（包括廢鍋的管程）為0.33MPa-（2）原因分析：因上層催化劑溫升低各層調節氣關閉氣晁全走塔內換熱益造成阻力增加;自開車以來為援高入塔氣體的溫度.該裝H的出塔氣廢鍋給水加熱益上線就沒肓全開過因主線直徑設計是35（）mm,副線為25（）nun估計該處至少有0.05IPii的H1力（3）改進措施及效果曰曲采取的措施是優化氣體成分和操作把孑路調節

11、爐溫氣休流量和主線閥門開度盡宣開人但效果不夠理想，只能減緩阻力的增加。（4）進步的改進建議。綜介占世上層催化劑體積與塔內換熱器面積，提高冬調節氣體的流11或把出塔氣給水加熱器的副線直搖設計為350mm以捉島調節能力3.4島用島汩符線法冷fit漏（1）存在問迦該系統人部分管線和設備均為焊接設計，減少了靜密封點和ill漸的隱患該裝置中溫度嚴1一行和停用沮差量大的段管是”1加熱爐出U到合成塔入Lb設計中有法蘭連接的截止閥在2（X）8年原始開乍過程中法蘭Iftl賽次出現漏點并若火系統被迫停車處理。（2）廉因分析:該管道運行和停用溫珀較人.高溫管道的彬脹何隙預留不足詩道變形導致泄淅;使用時溫度較高法蘭的

12、螺栓在熱念下易疲勞并引起強漏（3）改進措施和效果:去除靠近膨脹節的固定支揮改為彈性文揮（2為防止法蘭細在法蘭而間加炸接密対岡改造后運行良好35廢鍋給水陰爆板爆裂造成系統停乍存在問題。2009年4月系統正常運行時.鍋爐給水預熱器陰爆板究然爆裂致使廢鍋的水和蒸汽全部經預熱益防爆板放空管噴岀適成廢鍋干鍋系統被迫切氣停車（2）原因分析。介成製置鍋爐給水預熱器的殼程（水側）放空設計使用的址防爆板，主要考電在駆故狀態下（比如列管人量泄漏）能夠快速泄壓。山于長期處十高位狀態陰爆板熱疲勞肩出現強度降低出現不正常的損壞。防爆板爆裂后嗪111大量的水向從鍋爐給水預熱益到廢鍋Z間沒令止逆閥.廢鍋內的液位在蒸汽的壓力

13、下沿著加水管線倒回并從陸爆板噴出適咸廢鍋瞬何低液位樂統連徴動作停車。（3）改進措施和效果.將水加熱器的陸爆板換成安金閥并在廢鍋和給水加熱器間增設了止回閥避免設備間相"的越響改造后即使安全閥起跳也不會把系統的水全部洶掉問題得到了徹底解決.3.6介成水冷郡列管泄漏存在問題2008年12月現場例行祈環水分析時發現循環水上回氨氮值冇明顯的差別。隨后在冋水管點收集水中氣體進行分析.結果顯示氫氣金吊為57%卩烷為8%.說明水冷器確實存在漏點原因分析:該換熱邵原設il為碳鋼設務采用frilI対頭，為捉島換熱效果采用心14nunx2mm的薄璧管而設備在制造時已經堵了20根列管;循環水水質差薄岷的碳鋼

14、設備幼產生腐蝕部分漏點進行補焊接處理大部分用塞r塞住，但效果不理想試壓時仍</個別1$漏點；2009年6川對該設務進行了整體更換改為球吃対頭換熱管也選用了618mmx3mm的不銹例列管，史換后運行效果良好4建議（1）標準問題由于是引進工藝包，所有的設備管道閥門法蘭及要求全部為英制標準與前后匸序的公制標準弧位不配套備件和材料不能通用.易造成浪費和不方便建議在忠于原設計的基礎上進行木上化配套或曲卡薩利公司在捉供E藝包時捉供坯合本地企業的杯準以體現為客戶石想的理念。（2）閥門選空問題。該系統共設wr5只島斥球閥，分別足壓縮機循環段進出口氣動球閥熱氣zi換熱器進出口閥和合成塔出1-1給水預熱益»：線球閥。除壓縮機循環段進出口氣動球閥可以丫以保留IL應盡量選用質S：較好的球閥以外其余3只閥在運行中使用較少熱氣氣換熱器進出口肉5年來根本沒有使用過筆