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摘要：变换工序是合成氨工业中非常重要的单元，CO变换效率有影响着合成氨的产量和经济效益，介绍了淮化合成氨二厂净化作业区预变换技术和预变炉催化剂的运行数据分析以及一种更换方式的思路。
关键词：预变炉；数据分析；更换方式
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）17019502
1前言
合成氨二厂净化作业区变换采用中低低变换工艺，投产以后，为了改变一变炉的工艺条件，达到保护一变炉，减少其负荷的目的，在其之前设计了预变换炉。自2011年3月份以来，由于受到煤质影响，合成气中灰分含量增加，二厂净化预变炉阻力持快速增长趋势。在系统接近满负荷生产时，预变阻力已升至0.4Mpa，合成气外管压力达到395Mpa，接近了管道设计压力。为了最大限度地发挥装置的生产能力，我们将对预变炉触媒进行更换，为了更加科学、合理的解决现有问题，根据装置现在的情况，笔者对数据进行比对、分析，提出了一种新的更换方式，此法有别于以往传统的更换模式，也是一种尝试。
2变换流程简介
2.1工艺流程叙述
CO变换工序选用的是钴钼耐硫中、低、低变换工艺。由德士古水煤浆气化工序送来的3.7MPa（G），217℃，水气比146的粗原料气，经煤气分离器除去其中所夹带水滴、雾珠后分两路，一路经过预变换热器另一路经煤气加热器后混合升温至250±5℃后进入预变炉，进行CO变换反应，预变炉出口变换气经预变换换热器管程后进入一变炉进行变换反应，出口CO<6%，变换气经过甲烷化调整加热器、煤气加热器管程、中变废锅、锅炉给水加热器三变后经过一系列的回收热量后进入脱硫工序，变换系统出口CO<05%。
1.来自气休的合气；2.煤气分离器；3.旁路调节阀；4.手动阀；5.预变加热器；6.预变炉；7.温度调节阀；
8.手动阀；9.煤气加热器；10.一变炉；11.甲烷化加热器；12.中变废锅；13.二变炉；14.锅炉给水加热器；
15.三变炉；16.锅炉水进；17.锅炉水出；18.副产蒸气；19.来自甲烷化工艺气；20.支甲烷化工艺气；21.三变出口变换气。
3.3情况分析
从以上预变炉、一变炉内触媒运行数据和设备近期运行中来看，当预变炉出口CO高于34%时，一变炉出口CO均超过7.0%，最高时接近了8%，高于一变炉设计出口CO指标6.0%。此时，笔者对工艺参数进行了调整，提高了预变炉入口温度，使之温升不低于30℃，这时，预变出口CO控制在32%以内，一变炉出口CO刚好处于指标边缘，一般维持在5.5-6.5%之间。因此，为了尽可能地延长一变炉催化剂的使用周期，在本次预变催化剂更换后，预变催化剂的活性必须达到一定要求，既在现有的入口温度及满负荷工况下，预变出口CO必须<30%，进出口温升为40℃以上，只有达到此要求，才能够满足一变出口CO在指标范围内，而且目前一变炉入口温度272℃，仍然至少有10-15℃的提温区间，一变炉触媒有望使用到明年年初。此外，为了更大限度的发挥装置的生产能力，在本次预变催化剂更换后，还必须将其停车前的阻力进行消除。
3.4阻力上升原因分析
首先由于上半年原料煤煤种变化频繁，煤质较差、灰分较高，合成气带灰严重，导致触媒层灰分较多，阻力上升较快；以往卸出的触媒经过筛分灰尘明显较多，触媒厂家对筛分物进行分析，结果如下：Si-12.87%，O-47.3%，Ca-366%，C-4.63%，由于触媒本身不含有Si、C、Ca等元素，这些元素是煤中的灰分组成成分。从以上结果我们可以看出触媒中的粉尘是由合成气带灰造成的。其次，由于负荷的波动，特别是上半年一段时间内气化炉烧嘴更换较多，压力波动较大，导致触媒不同程度的破碎，同时在负荷较轻时水气难以控制，同时现场配管有低点，形成口袋，易积冷凝水。虽在低点处都设有排水导淋，但在负荷大幅波动时极易使少量冷凝水被夹带入炉，造成触媒层阻力上升。
4更换方式
根据触媒更换专题会上定的方案，本次更换的催化剂为合成氨厂原一变炉使用后的K8-11型催化剂。但笔者认为该催化剂在原变换炉使用时的上下温域差异，加之在卸除过程中的混合，若本次预变炉全部更换为该催化剂，从以往一变炉更换下来的触媒使用到预变炉内的经验来看，其活性效果不太明显，温升仅仅为15-20℃左右，出口CO约为36%，且指标下降速度也很快，虽然阻力问题可以得到解决，但无法满足我们对活性的要求。从目前预变炉运行来看，该炉内的JB-1型催化剂活性相对较好，仅仅是阻力较高。基于此，笔者建议，此次预变炉催化剂采用部分更换的原则，即将预变炉上部装填约1.0m高的吸附剂全部吸出，装入旧K8-11型催化剂，作为吸附剂使用，同时，也可以更充分的利用该催化剂层的活性。但按这样的装填方法，我们担心预变炉的阻力无法完全消除，为了尽可能地规避风险，笔者建议在抽吸的过程中，人员同步进行入炉检查，及时的根据炉内的触媒状况，确定阻力来源的真正原因，最终确定催化剂的抽吸量和装填量。对催化剂上层的耐火球进行清洗，疏通耐火球孔，降低耐火球对阻力的影响，同时对不锈钢丝网进行更换，在进行铺设时对周围的压圈仔细检查，防止丝网被气流吹开。
5结论
此种预变催化剂的装填模式是一种新的尝试和探索，笔者认为，虽然存在一定的风险，但是如果可以将预变催化剂的阻力和活性进行有效的平衡，这样一来，就可将预变催化剂的使用周期大大延长，如此，不仅可以节约催化剂的使用费用，而且对今后触媒的更换具有深远的现实和指导意义。
参考文献
[1]黄仲涛.工业催化剂手册[M].北京：化学工业出版社，2004.
[2]舟山化肥厂.快速更换变换触媒[J].浙江化工，1975，（05）.
关键词：预变炉；数据分析；更换方式
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）17019502
1前言
合成氨二厂净化作业区变换采用中低低变换工艺，投产以后，为了改变一变炉的工艺条件，达到保护一变炉，减少其负荷的目的，在其之前设计了预变换炉。自2011年3月份以来，由于受到煤质影响，合成气中灰分含量增加，二厂净化预变炉阻力持快速增长趋势。在系统接近满负荷生产时，预变阻力已升至0.4Mpa，合成气外管压力达到395Mpa，接近了管道设计压力。为了最大限度地发挥装置的生产能力，我们将对预变炉触媒进行更换，为了更加科学、合理的解决现有问题，根据装置现在的情况，笔者对数据进行比对、分析，提出了一种新的更换方式，此法有别于以往传统的更换模式，也是一种尝试。
2变换流程简介
2.1工艺流程叙述
CO变换工序选用的是钴钼耐硫中、低、低变换工艺。由德士古水煤浆气化工序送来的3.7MPa（G），217℃，水气比146的粗原料气，经煤气分离器除去其中所夹带水滴、雾珠后分两路，一路经过预变换热器另一路经煤气加热器后混合升温至250±5℃后进入预变炉，进行CO变换反应，预变炉出口变换气经预变换换热器管程后进入一变炉进行变换反应，出口CO<6%，变换气经过甲烷化调整加热器、煤气加热器管程、中变废锅、锅炉给水加热器三变后经过一系列的回收热量后进入脱硫工序，变换系统出口CO<05%。
1.来自气休的合气；2.煤气分离器；3.旁路调节阀；4.手动阀；5.预变加热器；6.预变炉；7.温度调节阀；
8.手动阀；9.煤气加热器；10.一变炉；11.甲烷化加热器；12.中变废锅；13.二变炉；14.锅炉给水加热器；
15.三变炉；16.锅炉水进；17.锅炉水出；18.副产蒸气；19.来自甲烷化工艺气；20.支甲烷化工艺气；21.三变出口变换气。
3.3情况分析
从以上预变炉、一变炉内触媒运行数据和设备近期运行中来看，当预变炉出口CO高于34%时，一变炉出口CO均超过7.0%，最高时接近了8%，高于一变炉设计出口CO指标6.0%。此时，笔者对工艺参数进行了调整，提高了预变炉入口温度，使之温升不低于30℃，这时，预变出口CO控制在32%以内，一变炉出口CO刚好处于指标边缘，一般维持在5.5-6.5%之间。因此，为了尽可能地延长一变炉催化剂的使用周期，在本次预变催化剂更换后，预变催化剂的活性必须达到一定要求，既在现有的入口温度及满负荷工况下，预变出口CO必须<30%，进出口温升为40℃以上，只有达到此要求，才能够满足一变出口CO在指标范围内，而且目前一变炉入口温度272℃，仍然至少有10-15℃的提温区间，一变炉触媒有望使用到明年年初。此外，为了更大限度的发挥装置的生产能力，在本次预变催化剂更换后，还必须将其停车前的阻力进行消除。
3.4阻力上升原因分析
首先由于上半年原料煤煤种变化频繁，煤质较差、灰分较高，合成气带灰严重，导致触媒层灰分较多，阻力上升较快；以往卸出的触媒经过筛分灰尘明显较多，触媒厂家对筛分物进行分析，结果如下：Si-12.87%，O-47.3%，Ca-366%，C-4.63%，由于触媒本身不含有Si、C、Ca等元素，这些元素是煤中的灰分组成成分。从以上结果我们可以看出触媒中的粉尘是由合成气带灰造成的。其次，由于负荷的波动，特别是上半年一段时间内气化炉烧嘴更换较多，压力波动较大，导致触媒不同程度的破碎，同时在负荷较轻时水气难以控制，同时现场配管有低点，形成口袋，易积冷凝水。虽在低点处都设有排水导淋，但在负荷大幅波动时极易使少量冷凝水被夹带入炉，造成触媒层阻力上升。
4更换方式
根据触媒更换专题会上定的方案，本次更换的催化剂为合成氨厂原一变炉使用后的K8-11型催化剂。但笔者认为该催化剂在原变换炉使用时的上下温域差异，加之在卸除过程中的混合，若本次预变炉全部更换为该催化剂，从以往一变炉更换下来的触媒使用到预变炉内的经验来看，其活性效果不太明显，温升仅仅为15-20℃左右，出口CO约为36%，且指标下降速度也很快，虽然阻力问题可以得到解决，但无法满足我们对活性的要求。从目前预变炉运行来看，该炉内的JB-1型催化剂活性相对较好，仅仅是阻力较高。基于此，笔者建议，此次预变炉催化剂采用部分更换的原则，即将预变炉上部装填约1.0m高的吸附剂全部吸出，装入旧K8-11型催化剂，作为吸附剂使用，同时，也可以更充分的利用该催化剂层的活性。但按这样的装填方法，我们担心预变炉的阻力无法完全消除，为了尽可能地规避风险，笔者建议在抽吸的过程中，人员同步进行入炉检查，及时的根据炉内的触媒状况，确定阻力来源的真正原因，最终确定催化剂的抽吸量和装填量。对催化剂上层的耐火球进行清洗，疏通耐火球孔，降低耐火球对阻力的影响，同时对不锈钢丝网进行更换，在进行铺设时对周围的压圈仔细检查，防止丝网被气流吹开。
5结论
此种预变催化剂的装填模式是一种新的尝试和探索，笔者认为，虽然存在一定的风险，但是如果可以将预变催化剂的阻力和活性进行有效的平衡，这样一来，就可将预变催化剂的使用周期大大延长，如此，不仅可以节约催化剂的使用费用，而且对今后触媒的更换具有深远的现实和指导意义。
参考文献
[1]黄仲涛.工业催化剂手册[M].北京：化学工业出版社，2004.
[2]舟山化肥厂.快速更换变换触媒[J].浙江化工，1975，（05）.