技术应用与研究
一、前言
卡萨利氨合成系统对液氮洗单元来的合成气在进入合成气压缩机之前与高压闪蒸罐来的驰放气混合，然后进入合成气压缩机的第一段进行压缩，被压缩的合成气与来自中压闪蒸罐并经冷气换热器换热的循环气相混合，进入合成气压缩机的第二段被压缩。出合成气压缩机的合成气进入原料／产品换热器中，与出废热锅炉预热器热的合成气换热后进入合成塔。该合成塔最为主要的优点是，所有进入到塔中的气体都要经过３个催化剂层。合成气自上而下轴径向穿过触媒床层，在合成塔内，Ｈ２与Ｎ２在触媒的作用下反应生成ＮＨ３，并放出大量热。为回收大量反应热，设置废热锅炉副产高压饱和蒸汽。出废热锅炉后合成气进入预热高压锅炉给水，温度进一步冷却，再经原料／产品换热器与水冷器冷却，其中的氨就会出现冷凝的现象，而后气体进入冷气换热器中，与中压闪蒸罐来的循环气进行换热，最后，气体在两个氨蒸发器中经两级氨冷却。此时，大量的气氨液化为小颗粒的液氨，进入中压闪蒸罐中，液氨经惯性分离从气相中分离出来，而含有４％左右ＮＨ３的氢氮混合气从中压闪蒸罐的顶部出来经冷气换热器回收冷量后去合成气压缩机的循环段经压缩后继续参与反应。中压闪蒸罐中分离出的液氨经减压后进入高压闪蒸罐，溶解在氨中的气体大量解析出来，此解析气回到合成气压缩机的一段入口循环。高压闪蒸罐中分离出的液氨经再次减压后送往氨接收罐。 １．氨合成塔的平面温差过大
在该系统正式投入使用之后，随着运行负荷的不断增加，合成塔第一层催化剂层的同平面温差出现了越来越大的现象，有时温差甚至会超过５０摄氏度。经过进一步的研究之后，发现造成塔温差过大的原因，主要有两个：一、合成塔出现了偏流的现象。二、第一层的催化剂出现了比较严重的粉末化现象，导致催化剂的活性不足，反应热过少，导
致同平面的温差加大。
针对第一种原因，停车后对合成
塔的催化剂筐进行了全面的检查，结果
发现内筒的紧固螺栓出现了没有全部上
肽链合成紧的情况，温度调节进口的法兰也出
现了螺栓松动的情况。在发现了该情况
后，对螺栓重新更换了防滑垫，并重新
对螺栓进行了上紧。在系统重新上紧之
后，同平面的温差没有出现过大的现
象，温差在标准的范围之内。针对第二
种原因，在停车后检查发现操作中出现
催化剂床层带水，造成催化剂出现了粉
末化现象。此外压缩机的轴向振动也造
成系统的负荷不断增加，导致其设计负
荷只在标准负荷百分之五十左右的程度
运行。经过故障的原因调查发现，催化
剂升温还原过程中的故障停车对催化剂
的还原质量有着比较大的影响，但这不
应该是主要的原因。合成气压缩机的轴
向振动造成合成塔的温度频繁升降，导
致催化剂的粉末化现象比较严重，对催
化剂的活性造成了较大的影响。上面的
各种情况都会导致催化剂同平面温差过
无尘布激光切割机大，不仅对催化剂的使用效率造成较大
的影响，还会直接影响催化剂的寿命。
为了从根本上对这些问题进行解
决，对合成气压缩机进行了大力的改
造，有效解决了压缩机轴向振动跳车问
题，让合成系统的负荷可以保持在百分
之八十左右，系统经过改造后，再也没
有出现过由于轴线振动导致的停车问
题，合成塔催化剂的同平面温差可以维育苗杯
持在４０摄氏度左右。
２．合成水冷器列管出现了泄漏的情
况。在对循环水开展例行分析的过程
中，经常发现水冷循环水上、回水氨氮
的含量往往差异比较明显，经过分析表
明，这很有可能是由于水冷器存在漏点
造成的。为了进一步发现原因，进行了
停车检修，结果发现确实出现了漏管的
现象，并及时对漏管进行堵漏处理，并
对漏管的实际运行进行了监测，现上和
回水的氨氮含量依然差别较大，在取气不锈钢带水箱柴火灶
的过程中，又再次发现了泄漏的现象。
针对水冷器的内漏问题，对设备的设计
进行了有效分析。该设备的设计采用的
卡萨利技术，列管采用的是直径１４毫米
长、厚度为２毫米的碳钢。这种列管的
直径较小，在外筒直径相同的情况下，
悬浮触控
可以采用更多的列管数量，有效增加了
换热的面积。由于在同样的压力下，其
管壁更薄，这在很大程度上提高了列管
的散热性能。当正是由于这种独特的设
计结构，导致其焊接难度较大。由于管
壁较薄，在焊接的过程中，很容易造成
由于焊接工艺使用不当出现管壁烧透的
现象。此外，由于采用的是碳钢材质，
车载多媒体其对水质的要求比较高，一旦水质不达
标，水质中的腐蚀性物质过多，就非常
容易造成管壁腐蚀情况的发生。
本企业的碳钢循环水冷却系统也
经常出现由于循环水腐蚀造成的内漏现
象。为了有效对这个问题进行解决，决
定采用２个方案。经过对这两个方案的
对比，决定对该设备的列管采用不锈钢
管。为了降低这些钢管的焊接难度，列
管的规格采用了直径为１８毫米厚度为３毫
米的钢管。为了保证换热面积不变，将
设备的长度增加了近一倍。
三、结语
随着时代的不断发展，对卡萨利
氨合成系统的运行提出了更高的要求。
针对当前系统运行出现的问题，应该引
起足够的重视，认真分析问题发生的原
因，然后及时采取技术改造措施，保证
系统可靠、稳定运行。
参考文献：
[1]大型低压氨合成技术应用总结[J]. 孟凡成. 化工
设计通讯. 2016(07)：33-34.
[2]高压氨合成装置运行总结及分析[J]. 马辉，杨国
洞，董德志，崔玉彪. 氮肥技术. 2017(03)：21-22.
[3]浅述中氮氨合成系统的技术改造[J]. 吴萍. 化工
设计通讯. 2004(04)：29-30.
卡萨利氨合成系统运行总结分析
赵景林 中国石油吉林石化公司化肥厂
【摘 要】随着我国经济的高速发展，对合成氨的需要量越来越多，对产品和生产工艺提出了较高的要求。卡萨利轴径向氨合成塔，其采用了先进的氨合成工艺，技术非常成熟，生产的节能效果更好，生产的成本也较低。为此，更进一步将系统的作用发挥出来。我将要在本文中对卡萨利氨合成系统运行进行总结和分析，希望对促进我国化工产业的发展，可以起到有利的作用。
【关键词】卡萨利氨合成系统；运行；化工
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