卡薩利氨合成塔觸媒更換

摘要：合成氨裝置，卡薩利氨合成塔內觸媒已到使用年限且平面溫差較大，決定對一床觸媒進行更換，本文對整個更換過程及注意事項做了重點論述。

關鍵詞 觸媒;保護;更換;安全

1概況

鑒于合成系統設備管線全部采用焊接的連接方式，并且兩個系列存在互通的連接管線，在一系列觸媒更換同時需要保證廠內正常生產工作，而且氨冷器、熱交換器、冷交換器不排除內漏的可能性，同時系統也不具備實施局部隔離的有利條件，方案采用對一系列整個合成系統全部置換的方案。在進行觸媒更換最關鍵的一點是要對觸媒進行N2保護，觸媒未經處理的話，暴露在空氣中會與氧氣發生反應進行氧化，從而升溫并且產生有毒有害氣體，這樣在合成塔內部會造成合成塔的損壞。所以在進行催化劑的更換時要對觸媒進行N2保護，防止觸媒被氧化，并且也要保持壓力的平衡，使塔內壓力處于微正壓狀態。

2停車注意事項

1、在系統停車時，要通過合成氣壓縮機（離心機）用循環冷卻方法進行合成塔觸媒冷卻降溫。具體操作：雙甲系統保持穩定運行，合成氣壓縮機降至最低轉速，開一床、二床冷激線逐步按每小時40℃降溫速率緩慢進行，合成氣壓縮機轉為內循環狀態。

2、應在工作兩小時前關閉第一、二氨冷器，并盡可能保證在停車過程中消耗完兩個氨冷器中的液氨。

3、降至室溫，即可進入下步操作。

3系統隔離

降溫結束后，系統泄壓、排氨（氨分）結束可進行此步驟。

1、將合成回路進出口與離心壓縮機進行隔離。關閉系統進出口閥，在進口閥前，出口電動閥UV-631108閥后插入盲板。

2、合成回路與氫回收（馳放氣回收）隔離。將合成到氫回收調節閥以及前后切斷閥關閉，并在后切閥后處插入盲板進行隔離。

3、合成回路與高合成（馳放氣回收）隔離。將合成回路到高壓合成調節閥與前后切斷閥均關閉，并在后切閥后部插入盲板;

4、開工加熱爐處和二系列之間隔離。兩系列開工加熱爐進出口八個閥全部關閉，一系列進出口雙閥閥間插入盲板。

5、關閉高壓氨分液相出口閥，在高壓氨分進口處插入盲板。

至此已做好相關置換的準備工作，須由相關人員進行核查，經工作驗收合格時之后，方可進入下一步工作。

4系統置換

1、從熱交換器進口處接氮氣進行系統置換，重復多次，直到系統多處取樣分析H2≤0.2%和NH3≤10PPm視為置換合格。通過測試后，系統壓力繼續保持微正壓狀態。

2、同時要對第一、二氨冷器殼程進行氮氣置換，將氮氣至第一氨冷器補氨閥間導淋處引入，當可燃氣體含量達到與上述要求相同時，即可視為合格，并保持氨冷器放空敞開。

5卸觸媒前準備事項

1、待系統置換合格后，拆掉鍋爐水預熱器旁路閥，在廢鍋測加帶短接、帶控制閥堵板，作為觸媒保護氮氣通入口。

2、接兩條到合成塔頂部氮氣保護專用管線?？刂崎y可放在合成塔平臺上，以便及時調整。

3、卸觸媒工作采取真空抽出。首先提前就要把抽真空系統安裝好，然后再把收集廢舊觸媒的儲存罐進行架高，高度為4米，可以滿足8T自卸車能夠在儲存罐下面進行工作，自由出入，并且噴水直接可以卸于收購單位車上。這種方法的優點是可以實現自動化，減少勞動力、降低勞動強度、加快施工進度。

4、在氮氣保護前提下取下合成塔大蓋，安裝臨時大蓋和臨時電偶。整個系統通入0.03Mpa氮氣氣密泄漏檢測合格，并在臨時大蓋上安裝好泄壓閥。

5、對合成塔內件進行拆卸，將合成塔的第一床的頂蓋拆卸（同時要標明方向并且扎好標牌），并且要對密封面進行保護，保護方法是使用保護環或者是棉百部來進行密封，或者使用聚乙烯軟管或棉白布進行耐壓外殼和合成塔環隙的覆蓋;并用球膽塞實激冷氣入口。

6、在合成塔的底部要進行連續的補充氮氣的工作，在整個過程中需要保證160m3/h的氮氣補充。（此項工作為整個過程中最為重要的一項）

6觸媒裝填注意事項

（1）裝填前準備工作

在對合成塔進行觸媒更換的時候，觸媒填裝工作關系到后續使用情況，觸媒填裝效率的高低直接影響著觸媒今后的使用以及公司效益，所以在進行觸媒填裝時一定要謹慎、認真。

⑴、觸媒框確認正常并安裝就位。（檢查過程發現絲網有一處破裂，及時進行了處理。）

⑵、觸媒運達現場，且用帆布及時遮蓋，防止潮濕。

⑶、排查合成塔內部的內件有無損壞，并且檢查有無雜質以及遺留物品。

⑷、對觸媒框的環隙和內部氣體的通道進行密封，要用干凈的白布密封，這樣是為了避免氣體通道的堵塞。

⑸、為了對高度以及精度進行回填的方便，要在塔內直接做好標記來進行對高度的統計。為了確保平整度，同一水平線的高度標記必須要有三個以上。

⑹、要做好防潮工作，合成塔的頂部以及地面上都要進行防雨工具的準備以及完善，雨天要停止填裝工作。

⑺、安裝塔內照明裝置，必須是12V安全電壓。

（2）觸媒裝填注意事項

⑴、裝填過程中，塔內必須保證氮氣連續、不斷充入，確保觸媒安全。

⑵、經過下料口的觸媒要均勻的分散到觸媒框，一定要注意填裝的平整性，要有工作人員專門來控制插板。

⑶、為了保證觸媒的完整性，工作人員在進行觸媒填裝過程中要穿特質的鞋，防止觸媒在填充過程中被踩碎。

⑷、觸媒有不同的尺寸，因此裝填方式也不一樣，工作人員應該按照觸媒不同的型號來分開進行裝填，要標記好并且做好記錄。

⑸、工作人員要佩戴防護措施齊全，穿戴防靜電服，在裝填時要使用裝填觸媒的專用工具，注意不要將工作以外的東西帶入塔內，避免丟失。

⑹、裝填期間應加強塔內外的通訊。統一指揮，做好協調工作。進入塔內的工作人員需要系好安全帶，不可疲勞作業。

⑺、在密封觸媒床層之前，應清理密封面上所有雜質以及氣體的出入口。

7更換效果

通過15天努力，安全順利完成本次更換工作，開車后裝置運行穩定，一床觸媒達到預期效果，氨凈值由原先9%提高至目前13%，大大提高裝置生產能力，為公司節能降耗工作奠定了堅實基礎。

8結束語

在此次觸媒更換過程中，底層觸媒保護工作最為關鍵，應密切注意，盡量做到連續工作以縮短時間，確保裝置安全。

參考文獻

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[2] ?余輝. 合成氨裝置甲烷化觸媒失活的原因分析[A]. 寧夏回族自治區科學技術協會.低碳經濟促進石化產業科技創新與發展——第九屆寧夏青年科學家論壇石化專題論壇論文集[C].寧夏回族自治區科學技術協會：《石油化工應用》雜志社，2013：3.

作者簡介：史保峰（1983-），男，山西平遙人，工程師，山西晉煤天源化工有限公司合成車間主任。