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含量接近甚至超過設(shè)計值，或壓力降增加到影響系統(tǒng)高負(fù)荷運行時，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測溫點，所以不能根據(jù)溫度變換來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)計值3.12%還相差較遠(yuǎn)，說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、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，對于低變催化劑，由于高變對上游氣流夾帶物阻擋和過濾作用，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，隨著使用時間的增加床層熱點溫度不斷下移，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，雖然熱點溫度熱偶一下還有1260mm高的催化劑，但考慮到長時間處于熱點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，通過計算低變出口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)帶來的年損失為200萬左右，這已經(jīng)是更換一爐催化劑近一半的費用；同時，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：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的溫度密切相關(guān)，溫度升高促使活性成分（金屬晶粒）成長增大，也就是所謂的催化劑老化。防治低變催化劑在還原過程中以及還原結(jié)束串入系統(tǒng)時發(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，還會使催化劑強(qiáng)度變?nèi)醵扑?。由于開停車的原因，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，會很容易帶入雜質(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，裝填過程中人員踩踏、落差太大致使催化劑破碎，裝填不均勻，都會影響床層的間隙率，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 如何延長高低變催化劑使用壽命

針對上訴影響因素，在市級生產(chǎn)操作重要經(jīng)信維護(hù)、點滴做起，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)行提問操作，并減少爐內(nèi)溫度的波動。

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

（7）停車保護(hù)。短時間停車高低變爐切除保溫保壓，防止空氣進(jìn)入而氧化。長時間停車，需充氮保護(hù)，分析氮氣純度應(yīng)滿足要求，剪短充氮，壓力不超過0.1MPa以減少隨氮氣帶入的雜質(zhì)，并做好氮氣中斷的應(yīng)急準(zhǔn)備。

4 小結(jié)

通過本次更換高低變催化劑的實際操作，理論聯(lián)系實際得出了以上延長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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