24万每年卡萨利氨合成装置运行问题及解决方案

1、24万每年卡萨利氨合成装置运行问题及解决方案目前国内外a型先进的人合成氮11艺技术主荽以丹壷托普索"瑞士卡萨利.美国凯洛格等技术为代衣曲卡萨利氨合成塔内件釆用轴径向而托普索氨仟成塔内件采用径向n卡萨利需购买专有*塔内件托普索需购买专有催化剂且催化剂用量S1M50%，卡萨利工艺（影川r原装丑升级扩产改造）与托普索工艺相比.价格上占着很人优势、近几年在国内发展絞快HM场份额较大,30nl/a规模仔成氨装置大部分采用卡萨利I】艺肖0）t/a规模的采用托普索和凯港挤丝比例较人“1合成系统L艺流程K矿鲁南化肥f双结构24万t%碱件成装置引进卡萨利匚艺包，关键设备合成塔内件和玻错采用进口设仟成塔

2、外简和it余设;fr山閑内冇制造业绩的厂豪制造.合成系统匚艺流程见图I-目前卡萨利公旬指定的国内3家催化剂厂家分别是:南京的徳国南力化学催化剂厂（原南京曲器;&水冷殊；丁一挣气体换抄嚳慣一初供輒冷器用一蜒器：m鹹分离黔巴斯夫催化剂厂）；山东临胸娠I'ft匚有限公司（原山东环球化匸集团）；盘锦南“化学辽河催化剂有限公司（原辽河催化剂厂）充矿鲁南化肥厂在2008年采用的址原南京巴斯夫催化別厂的AII0系列的催化剂第1层为贖还原催化剂泰，第2、第3层为氧化态该介成塔为3床层和2个换热器结构均为轴径向设计气体流向均为从外向内上2层再进入层何换热器氨介成塔结构不总见图2。图2i（介成培給

3、构示慰2装世运行现状氨合成系统自2008年年初开始试车、吹打气密性试验丁5丿J开始升温还原至今已经运行了5年时间合成装置运行平浜操作简m、方便灵活、能耗较低介戚系统气关镀指林甚木q设计指标致気合成系统部分描标対比见农i农1住介成系统部分折标对比1集统托力/MPu15.514.5215133甲烷含AU%10!54级飒冷泓Kl/l52.15ffiffB/m1-b-1WKM)02X50(M)6介战烙入lltfitiq体金fit/%<10157介战琳入ii缺含at/仔2.632.08堆塔气MftCO*CO3/ixio<1009入塔ll2O/xio4<£0.50续花序兮顶na

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

5、±137623第3床层ft化刊岀IIM/%424*341024合K琳出4244103系统运厅问题及解决方案3.I催化剂床层温度调节存在的问题第1床层催化剂温升降低热点温度下移催化剂床层温度调节闲难。从操作上该系统门投入生产以來应该直运行较平稳但催化剂温.it的控制F段随时何的推移止逐步减少.从目前运行现状看，第】床肚的温升较设计指标低了近2or.次入塔气体温度也略高丁设计折标目前温糜调节的状态足次入塔气的热气气换热佛的为烙全关入塔气的层制线全关.层调Yi气全关：出塔气的废锅给水加热器副线全开主线开度约为1/4多点（为捉高入塔气体的温度）调节温度的乎段仅利下调整循环杲了口前对上层温度的

6、调节（2经非帘被动由于该介成塔设计上只有依靠层间换热器來加热入塔气没有设计塔底部换热霽故只要上层催化剂温升不够，很容易引起垮炉温事故。（2）原因分析。因经济运行原因循环气中的惰性气含盘过高引起催化剂反应热不够该塔的操作从投入生产开始就出现入塔气的热气气换热器的旁路全关（为提离一次入塔气体的温度）.出塔气锅给水加热益是副线全开主线开度约1/3（捉高k热人:体换热益的热气温度）入塔气的层副线开度釣为30%流量最大时为8（MM）nf/h.二层调节气最大开度为20%,流量约为6000mJ/h.明显表现出上层反应热不足.对比贵州开阳卡萨利介戍氨运行悄况曾南的悄况正好相反是上层温度温升过岛.各类降温的措施

7、基木用尽入塔气体才达到160远低丁曾南的1920且采用了捉岛氨冷温度人为破坏能比等降温措施.分析原因除了开阳处丁开车初期外，史亜要的凍因是开阳的就系统净化【：艺是低温甲醉洗和液氨洗侑性气成分低其介成循环气中的甲烷金量约为4%。远低于8%的设计值.催化剂已经运行近5年.期间也因2次氧化物中壽导致上层触媒的活性加速下降<3）釆収的抬施与效果：优化空分和净化系统的操作降低甲烷和恰性气体的含量;优化爼回收装置的运行,降低合成气中的惰性气含量同时配合脱碾系统的闪煎气放空新I：I台吹凤气锅炉回收利用弛放化合理调整阀门开度提高入塔的令戚z（温度；利用系统停乍的机会対合成催化剂进行次深度还原以捉高催化剂

8、的活性。采取措施民炉温运行半稳I：层催化剂热点温度在最下点为492满负荷运行系统压力在14.5MPa.菇本満足安全稳定运行.（4）进步的改进建议：在做好指标优化和监控的同时及早里换上层催化剂;建议鲁南在下次史换内件时调蜿孑触媒筐的体积适芳加人上层筐的体积扩大流通面积，捉高温升;建议设计臥位左【艺包设计时充分考股整个系统装盘的情况尤其是空分装国和净化装阳的设计空分装1分冇氮系统和无氮系统对使ffl甲烷化I.艺（精制气中怖件气九;伐离的工艺）的厂家.适I环气中的惰性气含量到15%,对使用低温甲醇洗和统的降低到6%以使卡萨利装置适用于不同净化和m制的工艺使之都能达到节能和方便操作的日标3.2介成塔停

9、车保温时间过短（1）存在何题。该塔为热壁塔设计系统停维不需耍对催化剂床层进行降温处理可左按停年保温保压，待气体合格后血接接气开车,这是热哦塔的优势但该介成塔的儿次停乍保温的时何太短.最多2天就降低到了催化剂起始活件的300V以下无法n接接气开年.（2）原因分析.原设计屮合成塔为防止塔樂超温未设计保温层筒外只冇|层铝皮包抵由于介成塔外筒是热樂设计.塔璧最离点温度比入塔气的温度低10Y左右止常运行时合成塔外筒农面ifl度至少在150X：以上空光铝皮内烟囱效应严垂热*敬失快.般保温保床停乍约2夭时何热点温度就会降低到300r以下.（3）改进措施.2012年经多次与卡萨利公司沟通交流，蚁右在铝皮内增加

10、了约4（m厚的岩檢保温运行晴保温效果较好.保温的时间nJ延长到4天塔外樂温度比改造前升岛了约5七。需引起注&的址在停午时要注盘防止塔内热气倒流并严防塔外樂趙温33介戚塔爪差超标（1）存在问世.该塔设il内件压筈为0.2X5MPa冃前系统满负荷时压差（包括废锅的管程）为0.33MPa-（2）原因分析：因上层催化剂温升低各层调节气关闭气晁全走塔内换热益造成阻力增加;自开车以来为援高入塔气体的温度.该装H的出塔气废锅给水加热益上线就没肓全开过因主线直径设计是35（）mm,副线为25（）nun估计该处至少有0.05IPii的H1力（3）改进措施及效果曰曲采取的措施是优化气体成分和操作把孑路调节

11、炉温气休流量和主线阀门开度尽宣开人但效果不够理想，只能减缓阻力的增加。（4）进步的改进建议。综介占世上层催化剂体积与塔内换热器面积，提高冬调节气体的流11或把出塔气给水加热器的副线直搖设计为350mm以捉岛调节能力3.4岛用岛汩符线法冷fit漏（1）存在问迦该系统人部分管线和设备均为焊接设计，减少了静密封点和ill漸的隐患该装置中温度嚴1一行和停用沮差量大的段管是”1加热炉出U到合成塔入Lb设计中有法兰连接的截止阀在2（X）8年原始开乍过程中法兰Iftl赛次出现漏点并若火系统被迫停车处理。（2）廉因分析:该管道运行和停用温珀较人.高温管道的彬胀何隙预留不足诗道变形导致泄淅;使用时温度较高法兰的

12、螺栓在热念下易疲劳并引起強漏（3）改进措施和效果:去除靠近膨胀节的固定支挥改为弹性文挥（2为防止法兰細在法兰而间加炸接密対岡改造后运行良好35废锅给水阴爆板爆裂造成系统停乍存在问题。2009年4月系统正常运行时.锅炉给水预热器阴爆板究然爆裂致使废锅的水和蒸汽全部经预热益防爆板放空管喷岀适成废锅干锅系统被迫切气停车（2）原因分析。介成製置锅炉给水预热器的壳程（水侧）放空设计使用的址防爆板，主要考电在駆故状态下（比如列管人量泄漏）能够快速泄压。山于长期处十高位状态阴爆板热疲劳肩出现强度降低出现不正常的损坏。防爆板爆裂后嗪111大量的水向从锅炉给水预热益到废锅Z间没令止逆阀.废锅内的液位在蒸汽的压力

13、下沿着加水管线倒回并从陆爆板喷出适咸废锅瞬何低液位乐统连徴动作停车。（3）改进措施和效果.将水加热器的陆爆板换成安金阀并在废锅和给水加热器间增设了止回阀避免设备间相"的越响改造后即使安全阀起跳也不会把系统的水全部汹掉问题得到了彻底解决.3.6介成水冷郡列管泄漏存在问题2008年12月现场例行祈环水分析时发现循环水上回氨氮值冇明显的差别。随后在冋水管点收集水中气体进行分析.结果显示氢气金吊为57%卩烷为8%.说明水冷器确实存在漏点原因分析:该换热邵原设il为碳钢设务采用frilI対头，为捉岛换热效果采用心14nunx2mm的薄璧管而设备在制造时已经堵了20根列管;循环水水质差薄岷的碳钢

14、设备幼产生腐蚀部分漏点进行补焊接处理大部分用塞r塞住，但效果不理想试压时仍</个别1$漏点；2009年6川对该设务进行了整体更换改为球吃対头换热管也选用了618mmx3mm的不锈例列管，史换后运行效果良好4建议（1）标准问题由于是引进工艺包，所有的设备管道阀门法兰及要求全部为英制标准与前后匸序的公制标准弧位不配套备件和材料不能通用.易造成浪费和不方便建议在忠于原设计的基础上进行木上化配套或曲卡萨利公司在捉供E艺包时捉供坯合本地企业的杯准以体现为客户石想的理念。（2）阀门选空问题。该系统共设wr5只岛斥球阀，分别足压缩机循环段进出口气动球阀热气zi换热器进出口阀和合成塔出1-1给水预热益»：线球阀。除压缩机循环段进出口气动球阀可以丫以保留IL应尽量选用质S：较好的球阀以外其余3只阀在运行中使用较少热气气換热器进出口肉5年来根本没有使用过笔