影响氨净值的原因分析及操作重点

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影响氨净值的原因分析及操作重点
  摘要:介绍影响合成氨装置氨净值的几个主要因素,并结合实际提出合成单元的操作重点。
        关键词:氨合成;氨净值;影响因素;操作重点
        安徽晋煤中能化工,二期航天炉系统合成氨装置合成单元采用GC型全径向合成氨工艺,与传统氨合成工艺相比,由于采用了三段全径向催化床和两组串联氨冷器以及相配套的高效率驱动离心式氨冰机和合成气压缩机,工艺流程简单,能耗较低。
        氨净值是合成塔出口气体中氨含量与进口气体中氨含量的差值。实际生产中,在出口压力不变的情况下,可以提高合成塔出口温度,来提升氨净值。在合成塔催化剂反应较好的情况下,可以通过降低合成塔的入口气体温度来提升氨净值。在合成催化剂反应较差的情况下,降低入口温度是不可取的。结合实际操作经验,就影响合成氨净值的因素进行分析,并就如何优化操作参数,提高氨净值,降低装置能耗做初步探讨。
        1 合成塔操作压力及控制
独享体罚之秘密        氨合成反应是一个体积缩小的反应,提高反应压力对合成反应有利,反应速度提高,在空速一定时氨净值提高,循环气量减少,装置能耗下降。但是,这样会消耗大量压缩功,同
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时对设备材质和制造工艺要求更高,投资和操作费用上升。
        中能化工二期航天炉氨合成塔操作压力一般控制在12.0Mpa以内,操作压力较低,采用较低的空间速度,增大反应时间,这样在保证较高氨净值的同时降低了压缩功消耗。
        在实际操作中,合成塔压力一般控制在12.0Mpa以内操作,由于现在催化剂活性较好,合成压力较低,合成气压缩机入口压力一般控制在2.9Mpa,合成气压缩机出口压力控制在7.5.0Mpa左右,循环机出口压力一般控制在12.0以下,这样系统压力都可以降下来,降低了装置的能耗,随着催化剂活性的下降,可以逐步提高合成压力,保证氨净值。
        2 合成温度及调节
        合成塔内操作温度首先取决与合成催化剂的活性温度范围。在催化剂活性温度范围内进行操作,反应催化性能最佳,氨净值最高,能耗最低。
        GC型氨合成塔内件最大的特点是将催化剂装在三段3个催化剂筐中,当合成气进入一段催化剂床层时其氨含量较低,此时要求反应温度尽可能提高,以加快反应速度,所以进入合成塔的工艺气必须进行预热,温度一般控制在230℃。当反应气经过一丶二段催化剂层反应进入第三段催化剂层时,由于较低的空速,其反应已经接近平衡,此时反应温度较高,由于合成反应是放热反应,这样会降低氨净值,所以需要将其温度降下来,使三床保
持较低的温度,以提高氨净值。
        实际生产中,严格控制一段入口温度在385℃以下,二床温度控制在400℃左右,三床入口温度控制在400℃以下,合成塔出口合成气温度控制在440℃以下,这就要通过精准确调节合成塔冷激阀和副阀来控制各段气体流量,保证各反应温度在最佳范围之内,使合成反应催化剂催化能力最强,氨净值最高,装置能耗最低。
        在催化剂使用末期,由于活性较低,合成塔出口气体的温度也随着较低,为了保证足够的氨净值,必须通过提升合成塔一床的活性温度来提升氨净值。
        3 气体成分的影响和控制
        合成气由H2丶N2组成,其中H2占74.99%丶N2占25.1%,另有少量惰性气体。饲料级氧化锌
        实际生产中,由液氮洗工序按H2/N2为3:1控制配氮,适度提高N2分压有利于合成反应。此时应密切监视合成塔各床层温度,操作中要求控制H2/N2波动不能太大,否则会增加压缩机功耗,降低合成塔床层温度,降低氨净值。同时要严密监测惰性气体含量。及时排放。因为惰性气体不但降低合成反应速度,还增加了压缩机的功耗,导致装置能耗上升。
        4 催化剂活性的影响
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        合成塔内装催化剂163.897.5m³,包括预还原型催化剂GA–101–1–H和未还原型催化剂GA–101–1两种,其活性温度一般在400–525℃,超过525℃会丧失部分活性,在455–465℃活性最好。在实际操作中,熟练掌握催化剂的活性对优化操作,提高氨净值十分有好处的。
        在实际操作中,要尽量避免操作温度的频繁波动及超温,这样可以避免对催化剂造成大的冲击,延长使用寿命。同时要避免氧化性杂质带入合成塔,避免压力大幅波动,这样可以避免催化剂中毒和粉化,延长催化剂使用周期。
        5 合成塔主阀和副阀的调节
        进入合成塔的气量主要分三路,f1(约60%)通过主阀进入合成塔,f2及f2'(约30%)通过副阀进入合成塔,f0(10%)冷激阀直接进入合成塔一段。进入合成塔主阀和副阀的开度主要根据实际生产工况进行调节。
上海基本药物目录        在气化炉一般负荷生产时,主阀开度一般控制在50%,副阀控制在25%,冷激阀控制在10%,这样可以保证入合成塔气体压力在10..0Mpa以上,同时能保证合成塔内床层温度压差不超标。在满负荷生产时,主阀一般控制在100%,副阀一般控制在50%–60%,冷激阀一般控制在10%–20%。
        各阀开度的变化会影响催化剂床层温度变化,各压差也会变化。如果开关失调,会造成床层温度超标,对塔内件及其它设备造成损坏,同时会严重影响催化剂活性,严重时造成催化剂失效,设备损坏等重大生产安全事故
        在实际操作中,随着催化剂活性的降低,根据工况及调节各阀开度,保证合成反应在最优化的条件下进行,是十分必要的。
        6 结论
        通过对影响氨净值的几个主要因素进行分析,结合实际优化操作,从而保证了合成氨净值在13%以上。

本文发布于:2024-09-23 00:28:23,感谢您对本站的认可!

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标签:合成塔   催化剂   温度   净值   反应   合成   压力
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