高低溫變換催化劑更換小結(jié)

1 高低變催化劑更換的判斷

從技術(shù)上講，高低變催化劑的使用壽命取決于催化劑的活性和床層的壓力降。當(dāng)催化劑的活性降低到出口CO含量接近甚至超過(guò)設(shè)計(jì)值，或壓力降增加到影響系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通暢應(yīng)考慮更換。

1.1 高變催化劑需更換判斷依據(jù)

本系統(tǒng)高變爐為軸徑向式結(jié)構(gòu)，近期切面積為純軸流式結(jié)構(gòu)的3倍多，同樣工況下由上游工段帶來(lái)的固體小顆粒等沉積物進(jìn)入高變爐，造成的阻力上漲不明顯，催化劑使用五年后壓差僅僅增長(zhǎng)0.02MPa?；诟咦儬t軸徑向式的特殊結(jié)構(gòu)，而高變床層在同一水平面只有一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，所以不能根據(jù)溫度變換來(lái)判斷觸媒活性變化情況，分析其出口CO含量在偷用初期為1.8%，到12年6月也僅為2.%，距離設(shè)計(jì)值3.12%還相差較遠(yuǎn)，說(shuō)明觸媒活性仍然較好，而類似的改造裝置高變催化劑在使用5年后也作了更換，因此從裝置安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)的角度出發(fā)，為防止催化劑出現(xiàn)活性突然表現(xiàn)下降而造成低變進(jìn)口CO含量上升，床層溫度上升，今兒影響低變催化劑的壽命和系統(tǒng)能耗，綜合經(jīng)濟(jì)效益而考慮決定借大修機(jī)會(huì)予以更換。

1.2 低變催化劑需要更換的判斷

上爐低變催化劑至此已使用7年，對(duì)于低變催化劑，由于高變對(duì)上游氣流夾帶物阻擋和過(guò)濾作用，床層壓力降增加并不明顯，壓力降保持在0.04MPa。低變催化劑投用初期活性溫度主要集中在床層上不，隨著使用時(shí)間的增加床層熱點(diǎn)溫度不斷下移，至212年5月分析堤邊路出口CO達(dá)到設(shè)計(jì)值0.2%，變換反應(yīng)已主要集中在催化劑床層的下部，雖然熱點(diǎn)溫度熱偶一下還有1260mm高的催化劑，但考慮到長(zhǎng)時(shí)間處于熱點(diǎn)溫度下的催化劑活性已嚴(yán)重下降，為保證系統(tǒng)安全防止突然出現(xiàn)觸媒燒穿現(xiàn)象發(fā)生，且因低變出口CO含量增加也就增加了后段工序甲烷化的耗氫量，通過(guò)計(jì)算低變出口CO每增加0.05%，因甲烷化耗氫、普利森非滲氣帶走氫是每小時(shí)的氫耗增加300NM³，相應(yīng)每天減少了氨產(chǎn)量3.6T，因減產(chǎn)帶來(lái)的年損失為200萬(wàn)左右，這已經(jīng)是更換一爐催化劑近一半的費(fèi)用；同時(shí)，馳放氣量增加，馳放氣回收為高低壓氫的能耗也隨著增加。綜合考慮低變催化劑在大修必須進(jìn)行更換。

2 高低變催化劑使用壽命影響因素分析

影響高低變催化劑使用候命的主要因素有兩點(diǎn)：一是催化劑失活，導(dǎo)致CO變換率降低，從而不能滿足工藝要求；二是催化劑床層阻力上漲，致使變換工段壓力降增大達(dá)到所允許的最大壓力降。

2.1 催化劑失活的因素分析

高低變催化劑活性逐漸喪失也就是粗話及變換率的下降，表現(xiàn)為在相同操作條件下高低變出口CO含量異常升高。一種是粗話及本身活性成分收到影響而發(fā)生變化，引起活性下降；另一種是有上游工序帶來(lái)的種種雜質(zhì)扶著于催化劑表面使催化劑“結(jié)皮”，從而減少了氣體與活性成分的接觸面積而引起的失活。

催化劑活性成分本身的失活與催化劑升溫還原及操作時(shí)的溫度密切相關(guān)，溫度升高促使活性成分（金屬晶粒）成長(zhǎng)增大，也就是所謂的催化劑老化。防治低變催化劑在還原過(guò)程中以及還原結(jié)束串入系統(tǒng)時(shí)發(fā)生超溫是避免活性降低的關(guān)鍵。另外，毒物的影響也是巨大的，硫化物、鹵素元素等毒物對(duì)高低變催化劑的傷害是不可恢復(fù)的，不僅使其活性下降，還會(huì)使催化劑強(qiáng)度變?nèi)醵扑椤Ｓ捎陂_停車的原因，催化劑多次的還原與氧化，也使活性降低。

“結(jié)皮”導(dǎo)致活性降低主要體現(xiàn)在高變催化劑上，上游轉(zhuǎn)化工序帶入硅、鉀、鎳等雜質(zhì)粉塵（觸媒灰，管道銹蝕物，耐火材料脫落，蒸汽雜質(zhì)等等），隨工藝氣進(jìn)入高變床層附著在催化劑表面。尤其是在開停車操作及系統(tǒng)負(fù)荷大幅波動(dòng)，會(huì)很容易帶入雜質(zhì)粉塵。

2.2 催化劑床層阻力降增大的原因分析

裝填質(zhì)量的影響：裝填以前沒有嚴(yán)格篩分除灰，裝填過(guò)程中人員踩踏、落差太大致使催化劑破碎，裝填不均勻，都會(huì)影響床層的間隙率，通氣后阻力高。雜質(zhì)的堵塞：上訴的催化劑“結(jié)皮”，同樣堵塞了床層間隙減小了氣體通道致使阻力增大。不當(dāng)操作后的觸媒泡水、燒結(jié)等影響。

3 如何延長(zhǎng)高低變催化劑使用壽命

針對(duì)上訴影響因素，在市級(jí)生產(chǎn)操作重要經(jīng)信維護(hù)、點(diǎn)滴做起，盡可能的避免不利因素出現(xiàn)是催化劑壽命減短，減低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)將要點(diǎn)歸納如下：

（1）嚴(yán)哥按照裝填方案進(jìn)行：裝填之前先篩分去除破碎的小顆粒和觸媒灰，均勻裝填，過(guò)程中避免人為導(dǎo)致的破碎，保證裝填量達(dá)到要求，升溫還原之前 要進(jìn)行徹底的吹灰工作。

（2）升溫還原防超溫。

（3）開車導(dǎo)氣防泡水。

（4）前段轉(zhuǎn)化工序的穩(wěn)定運(yùn)行保證了進(jìn)高低變爐的工藝氣質(zhì)量，控制S含量，減少夾帶的各種雜質(zhì)，水碳比穩(wěn)定蒸汽品質(zhì)高。

（5）合理控制高低變操作溫度。使用初期溫度盡可能低一些，高于催化劑起始活性溫度即可，在滿足出口CO要求的情況下盡可能少的進(jìn)行提問(wèn)操作，并減少爐內(nèi)溫度的波動(dòng)。

（6）穩(wěn)定操作負(fù)荷，盡可能減少系統(tǒng)波動(dòng)次數(shù)，個(gè)崗位默契配合避免頻繁開停車。

（7）停車保護(hù)。短時(shí)間停車高低變爐切除保溫保壓，防止空氣進(jìn)入而氧化。長(zhǎng)時(shí)間停車，需充氮保護(hù)，分析氮?dú)饧兌葢?yīng)滿足要求，剪短充氮，壓力不超過(guò)0.1MPa以減少隨氮?dú)鈳氲碾s質(zhì)，并做好氮?dú)庵袛嗟膽?yīng)急準(zhǔn)備。

4 小結(jié)

通過(guò)本次更換高低變催化劑的實(shí)際操作，理論聯(lián)系實(shí)際得出了以上延長(zhǎng)催化劑使用壽命的方法，為以后的生產(chǎn)工作提供了相應(yīng)的技術(shù)參考。

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