卡萨利氨合成塔触媒更换

摘要：合成氨装置，卡萨利氨合成塔内触媒已到使用年限且平面温差较大，决定对一床触媒进行更换，本文对整个更换过程及注意事项做了重点论述。

关键词 触媒;保护;更换;安全

1概况

鉴于合成系统设备管线全部采用焊接的连接方式，并且两个系列存在互通的连接管线，在一系列触媒更换同时需要保证厂内正常生产工作，而且氨冷器、热交换器、冷交换器不排除内漏的可能性，同时系统也不具备实施局部隔离的有利条件，方案采用对一系列整个合成系统全部置换的方案。在进行触媒更换最关键的一点是要对触媒进行N2保护，触媒未经处理的话，暴露在空气中会与氧气发生反应进行氧化，从而升温并且产生有毒有害气体，这样在合成塔内部会造成合成塔的损坏。所以在进行催化剂的更换时要对触媒进行N2保护，防止触媒被氧化，并且也要保持压力的平衡，使塔内压力处于微正压状态。

2停车注意事项

1、在系统停车时，要通过合成气压缩机（离心机）用循环冷却方法进行合成塔触媒冷却降温。具体操作：双甲系统保持稳定运行，合成气压缩机降至最低转速，开一床、二床冷激线逐步按每小时40℃降温速率缓慢进行，合成气压缩机转为内循环状态。

2、应在工作两小时前关闭第一、二氨冷器，并尽可能保证在停车过程中消耗完两个氨冷器中的液氨。

3、降至室温，即可进入下步操作。

3系统隔离

降温结束后，系统泄压、排氨（氨分）结束可进行此步骤。

1、将合成回路进出口与离心压缩机进行隔离。关闭系统进出口阀，在进口阀前，出口电动阀UV-631108阀后插入盲板。

2、合成回路与氢回收（驰放气回收）隔离。将合成到氢回收调节阀以及前后切断阀关闭，并在后切阀后处插入盲板进行隔离。

3、合成回路与高合成（驰放气回收）隔离。将合成回路到高压合成调节阀与前后切断阀均关闭，并在后切阀后部插入盲板;

4、开工加热炉处和二系列之间隔离。两系列开工加热炉进出口八个阀全部关闭，一系列进出口双阀阀间插入盲板。

5、关闭高压氨分液相出口阀，在高压氨分进口处插入盲板。

至此已做好相关置换的准备工作，须由相关人员进行核查，经工作验收合格时之后，方可进入下一步工作。

4系统置换

1、从热交换器进口处接氮气进行系统置换，重复多次，直到系统多处取样分析H2≤0.2%和NH3≤10PPm视为置换合格。通过测试后，系统压力继续保持微正压状态。

2、同时要对第一、二氨冷器壳程进行氮气置换，将氮气至第一氨冷器补氨阀间导淋处引入，当可燃气体含量达到与上述要求相同时，即可视为合格，并保持氨冷器放空敞开。

5卸触媒前准备事项

1、待系统置换合格后，拆掉锅炉水预热器旁路阀，在废锅测加带短接、带控制阀堵板，作为触媒保护氮气通入口。

2、接两条到合成塔顶部氮气保护专用管线。控制阀可放在合成塔平台上，以便及时调整。

3、卸触媒工作采取真空抽出。首先提前就要把抽真空系统安装好，然后再把收集废旧触媒的储存罐进行架高，高度为4米，可以满足8T自卸车能够在储存罐下面进行工作，自由出入，并且喷水直接可以卸于收购单位车上。这种方法的优点是可以实现自动化，减少劳动力、降低劳动强度、加快施工进度。

4、在氮气保护前提下取下合成塔大盖，安装临时大盖和临时电偶。整个系统通入0.03Mpa氮气气密泄漏检测合格，并在临时大盖上安装好泄压阀。

5、对合成塔内件进行拆卸，将合成塔的第一床的顶盖拆卸（同时要标明方向并且扎好标牌），并且要对密封面进行保护，保护方法是使用保护环或者是棉百部来进行密封，或者使用聚乙烯软管或棉白布进行耐压外壳和合成塔环隙的覆盖;并用球胆塞实激冷气入口。

6、在合成塔的底部要进行连续的补充氮气的工作，在整个过程中需要保证160m3/h的氮气补充。（此项工作为整个过程中最为重要的一项）

6触媒装填注意事項

（1）装填前准备工作

在对合成塔进行触媒更换的时候，触媒填装工作关系到后续使用情况，触媒填装效率的高低直接影响着触媒今后的使用以及公司效益，所以在进行触媒填装时一定要谨慎、认真。

⑴、触媒框确认正常并安装就位。（检查过程发现丝网有一处破裂，及时进行了处理。）

⑵、触媒运达现场，且用帆布及时遮盖，防止潮湿。

⑶、排查合成塔内部的内件有无损坏，并且检查有无杂质以及遗留物品。

⑷、对触媒框的环隙和内部气体的通道进行密封，要用干净的白布密封，这样是为了避免气体通道的堵塞。

⑸、为了对高度以及精度进行回填的方便，要在塔内直接做好标记来进行对高度的统计。为了确保平整度，同一水平线的高度标记必须要有三个以上。

⑹、要做好防潮工作，合成塔的顶部以及地面上都要进行防雨工具的准备以及完善，雨天要停止填装工作。

⑺、安装塔内照明装置，必须是12V安全电压。

（2）触媒装填注意事项

⑴、装填过程中，塔内必须保证氮气连续、不断充入，确保触媒安全。

⑵、经过下料口的触媒要均匀的分散到触媒框，一定要注意填装的平整性，要有工作人员专门来控制插板。

⑶、为了保证触媒的完整性，工作人员在进行触媒填装过程中要穿特质的鞋，防止触媒在填充过程中被踩碎。

⑷、触媒有不同的尺寸，因此装填方式也不一样，工作人员应该按照触媒不同的型号来分开进行装填，要标记好并且做好记录。

⑸、工作人员要佩戴防护措施齐全，穿戴防静电服，在装填时要使用装填触媒的专用工具，注意不要将工作以外的东西带入塔内，避免丢失。

⑹、装填期间应加强塔内外的通讯。统一指挥，做好协调工作。进入塔内的工作人员需要系好安全带，不可疲劳作业。

⑺、在密封触媒床层之前，应清理密封面上所有杂质以及气体的出入口。

7更换效果

通过15天努力，安全顺利完成本次更换工作，开车后装置运行稳定，一床触媒达到预期效果，氨净值由原先9%提高至目前13%，大大提高装置生产能力，为公司节能降耗工作奠定了坚实基础。

8结束语

在此次触媒更换过程中，底层触媒保护工作最为关键，应密切注意，尽量做到连续工作以缩短时间，确保装置安全。

参考文献

[1]  任汉林，何俊萍.基于“触媒”理论的工业遗产更新改造策略探析[J].城市建筑，2019，16（02）：196-198.

[2]  余辉. 合成氨装置甲烷化触媒失活的原因分析[A]. 宁夏回族自治区科学技术协会.低碳经济促进石化产业科技创新与发展——第九届宁夏青年科学家论坛石化专题论坛论文集[C].宁夏回族自治区科学技术协会：《石油化工应用》杂志社，2013：3.

作者简介：史保峰（1983-），男，山西平遥人，工程师，山西晋煤天源化工有限公司合成车间主任。