合成-06-合成氨触媒被忽视了的毒物
氨合成触媒使用浅析
氨合成塔触媒使用浅析豆怀斌(宁夏石化分公司合成氨一部)摘要:从氨合成塔触媒运行的情况及更换前后工况的变化对氨合成触媒状况进行总结关键字:触媒、使用1氨合成塔触媒使用情况4117-R1氨合成塔系丹麦托普所公司设计,原先为S-100系列,后根据运行情况、为提高产量、降低能耗,在1993年6月改造为S200系列。
触媒采用安格工艺技术(南京)有限公司(原南化公司催化剂厂)的A110-1/H型氨合成催化剂。
Tops e S-200型氨合成塔(床间换热两段径向床层)内件,催化剂装填量:设计寿命8—10年,此炉触媒已运行13年。
2008年7月装置大修时对合成塔触媒进行了更换,仍然采用原型号触媒。
上段装预还原触媒(A110-1-H),实际装填16.64吨,装填体积8m3,装填堆密度2080kg/m3。
下段装未还原触媒(A110),实际装填54.4吨,装填体积18.3m3,装填堆密度2973 kg/m32.物化性质2.1氨合成催化剂金属的物化性质还原前熔铁催化剂的化学组成:合成氨使用的触媒不是纯铁,而是一种以铁为主体添加少量(约占10%)的K、Ca、Mg 、Al、Si等物质和铁熔在一起制成特殊的混合物晶体,K、Ca、Mg 、Al、Si被称为促进剂或助催化剂,以氧化态存在,不能被还原。
催化剂还原前叫熔铁催化剂,有FeO、Fe2O3、Al2O3、K2O、CaO 、MgO 、SiO2组成,还原后叫铁催化剂,由Fe、Al2O3、K2O、CaO 、MgO 、SiO2组成,呈多孔性海绵状,具有很大的比表面积,现用南京产A系触媒中含有BaO,而没有MgO,其他组分与KM-IR,KM-I型触媒一样,只是百分含量略有差异。
2.2氨合成催化剂的热衰老催化剂的热衰老主要是由于活性组分的金属晶粒受热后迁移、聚集长大烧结使其表面结构及物相发生变化而导致活性衰退。
氨合成催化剂的热衰老较为缓慢,故氨合成催化剂较氨厂其他的催化剂有较长的使用寿命和较稳定的活性。
合成氨及尿素生产危险有害因素分析
合成氨及尿素生产危险有害因素分析首先,合成氨及尿素生产过程中常用的原料是天然气和空气。
天然气是一种易爆易燃气体,一旦发生泄漏或过压现象,可能引发火灾或爆炸事故。
此外,天然气中还含有硫化氢等有毒气体,其高浓度会对人体造成严重伤害。
其次,合成氨的生产过程中需要使用氨合成催化剂。
这种催化剂通常含有一定的金属活性物质,如铑和铱等。
这些金属具有较高的毒性,一旦接触到皮肤、眼睛或吸入到肺部,会引发中毒反应,并对身体造成严重损害。
此外,合成氨的生产过程中也会产生大量的废气和废水。
这些废气中常常含有一些有害物质,如一氧化碳、氮氧化物等。
而排放到大气中的废气会对环境和人体健康造成危害。
废水中可能含有氨氮、氨基酸等物质,若未经处理直接排放,会对水体生态环境造成污染。
此外,合成氨和尿素的生产过程中还会产生大量的粉尘和噪声。
粉尘不仅会影响生产工艺的稳定性,还会对工人的健康产生负面影响。
噪声超过一定的强度,会造成听力损伤并影响工人的工作效率。
在工作环境方面,合成氨和尿素的生产过程中,需要采用高温高压的条件进行反应。
这种条件下,工作环境的温度和压力都较高,容易导致热中暑和中暑等问题,对工人的身体健康造成危害。
此外,由于合成氨和尿素的生产工艺复杂,涉及许多设备和管道,一旦出现设备故障或管道泄漏,可能引发化学物质的泄漏事故。
化学物质的泄漏会对工人和周边环境造成危害,并可能引发火灾、爆炸等严重事故。
综上所述,合成氨和尿素生产过程中存在许多危险有害因素,包括易燃易爆的原料、有毒催化剂、有害气体的排放、废水废气的污染、粉尘噪声的危害、高温高压的工作环境和化学物质泄漏等。
因此,在生产过程中需要采取各种措施,如加强设备的维护和管理、提供个人防护装备、加强环保设施建设和管理等,以减少危害和确保生产过程的安全性。
合成氨铁触媒成分
合成氨铁触媒成分《合成氨铁触媒成分的那些事儿》一、引言说起合成氨,可能很多人觉得离我们的日常生活有点远。
但其实,它在工业生产以及农业等领域都有着非常重要的意义。
就像我有个朋友在一家化肥厂工作,他总是会跟我说起合成氨的神奇之处。
而在合成氨的生产过程中,铁触媒可是个关键角色呢。
今天,咱们就来好好扒一扒合成氨铁触媒的成分,这可不仅仅是个学术问题,了解它的成分对于理解合成氨的生产,以及评估其安全性和效率等方面都有着重要意义。
二、成分分析1. 铁(Fe)- 名字和来源:铁,这个成分大家肯定都不陌生,它是地球上一种非常常见的金属元素。
在铁触媒中,铁的来源主要是通过开采铁矿石,经过冶炼等一系列复杂的工业过程得到相对纯净的铁。
- 作用和效果:铁在合成氨的反应中就像是一个勤劳的小工匠。
它能大大加快氮气和氢气合成氨的反应速度。
就好比我们要盖房子,铁触媒中的铁就是那个能快速把建筑材料组合起来的能手。
我想象它就像一个超级活跃的搬运工,把氮气和氢气分子快速地拉到一起,让它们结合成氨。
- 优缺点:从优点来说,铁的成本相对比较低,这对于大规模工业生产合成氨是非常有利的。
但是呢,铁也比较容易被氧化,就像我们看到的铁制品生锈一样。
如果铁触媒中的铁被氧化了,它的催化效果可能就会受到影响。
不过,在合成氨的反应环境中,通常会采取一些措施来尽量减少铁的氧化。
2. 氧化铝(Al₂O₃)- 名字和来源:氧化铝,它是由铝经过氧化反应得到的。
铝在自然界中也是广泛存在的,经过一系列的加工就可以得到氧化铝。
- 作用和效果:氧化铝在铁触媒里就像是铁的小助手。
它能提高铁触媒的稳定性。
打个比方,如果铁触媒是一艘船,氧化铝就是船的加固结构。
它能让铁触媒在反应过程中不容易被破坏,从而可以持续地发挥催化作用。
我曾经了解到一个小例子,在没有添加氧化铝的铁触媒对比实验中,铁触媒的使用寿命明显缩短,而添加了氧化铝后,就像是给铁触媒注入了一股持久的力量。
- 优缺点:氧化铝的优点是它本身化学性质比较稳定,能够很好地保护铁触媒。
合成氨的催化剂中毒及预防
可 能原 因及 预 防措施 。
器, 温度降低到 一 5 2℃的气液混合物进入高压氨分 离器 (0 -) , 16F 后 液相 去低 压氨 分离 器 (0.) 17F 分离
掉不凝组分后 得到产 品液氨 ; 气相经 过复热后 , 出 分
一
小股气体作 为合成 回路 弛放 气 , 分 气体作 为 大部
1 工 艺 流 程 简 述
由脱碳工段来 的工艺气 经 加热后 , 进入 甲烷 化
循环气 , 成气压缩机循环段入 口, 环操作 。如 回合 循
图1 所示 。
收 稿 :0 00 .0 2 1 - 1 2
接 受 :000 -0 2 1-33
炉பைடு நூலகம்(0 . ,O,O 和氢气进 行 甲烷 化反应 生成 甲 16D)C C
烷。甲烷化炉出口气体经换热器冷却降温至 1c , 0= I
经分离 器 (0一 ) 离 掉水 后 , 入合 成 气 压缩 机 14F 分 进 (0 一) 13J低压缸 , 至 62 P 后 , 热 器冷却 压缩 .2M a 经换 降温到 8C, 入段 间分离 器 (0. ) 离 掉水 分 。  ̄ 进 15F 分 此 时气体 中仍含有约 20 g k 5 /g的水分及 总共 为 l m 5
气中的有毒组分 , 而即使采用最先进 的净化工 然 艺和技术, 也不可能把合成气 中的有毒组分彻底
除去 。这 些微 量 的有毒 组 分如 果 超标 就 会对 合 成
催化 剂 的 活性 造 成 严 重 影 响。 因此 , 了解 合 成 催
化剂的毒物及其预防方法 , 对防止催化剂中毒 , 提 高催 化剂使 用 寿命 及 活性 有 着重 要 的 意义 。本 文
合成氨催化剂中毒原理分析
合成氨催化剂中毒原因分析和工艺处理关小彪何欢职统宝(塔里木油田分公司塔西南化肥厂新疆泽普844804)摘要:分析了凯洛格型氨合成塔催化剂中毒的原因,提出了预防催化剂中毒的技术措施。
例举了催化剂水中毒和油中毒的典型案例,介绍了其工艺处理方法和操作实施过程。
关键词:氨合成塔;催化剂;中毒;原因;工艺处理中图分类号:TQ546.5;TQ113.264文献标识码:B文章编号:1004-8901(2008)01-0039-03氨合成塔结构及工艺流程塔里木油田分公司塔西南化肥厂合成氨装置由美国凯洛格公司提供基础设计,2001年10月竣工,并一次试车成功。
该装置之氨合成塔为凯洛格型卧式合成塔,塔内设3个催化剂筐和1台床间换热器。
由床间换热器和催化剂筐组成的筒状组合容器与高压外壳形成环隙空间。
筒状组合容器由滚子支撑在轨道上,可将其顺着轨道拉出。
合成塔设有2个催化剂床层,Ⅰ床层催化剂总装量为1/3,以限制温升,并设有1股新鲜气直接注入Ⅰ床层,以控制合成塔床层热点温度。
Ⅰ床层装A110-1H型预还原态催化剂,Ⅱ床层装A110-1型氧化态催化剂。
大部分合成气通过环隙进入,对外壳和催化剂筐起冷却作用,以便维持外壳温度均匀,同时合成气在进床间换热器之前得到预热,然后进入床间换热器,通过与Ⅰ床层的出口气换热而进一步被预热,预热后的合成气从上而下进入Ⅰ床层。
Ⅰ床层出口气经床间换热器后进入ⅡA 床,从上而下通过催化剂筐,随着反应进行,达到合成塔热平衡。
床层热点温度出现在ⅡA床。
合成气经支撑催化剂的箅子板进入催化剂筐底部和筒状组合容器形成的流道,再次进入ⅡB 床催化剂筐,出来后离开合成塔,进入废热锅炉被冷却下来,此后合成气经与合成塔进出口换热器进一步换热被冷却,最后经水冷器换热后进入组合式氨冷气冷凝后进行分离。
液相分离出液氨,气相进入合成气压缩机循环段。
凯洛格型卧式氨合成塔结构和简易流程见图1。
催化剂中毒原因分析合成气中含有的氯、硫、磷、氧及其他化合物(CO、CO2、H2O等)会引起催化剂中毒,催化剂活性越高对毒性的敏感性越大。
合成氨工艺仿真实验
(三) 合成氨工艺合成工段仿真 一、实验目的 氨的合成是氨厂最后一道工序,任务是在适当的温度、压力和有催化剂存在的条件下,将 经过精制的氢氮混和气直接合成为氨。然后将所生成的气体氨从未合成为氨的混和气体中 冷凝分离出来,得到产品液氨,分离氨后的氢氮气体循环使用。 二、实验装置 1.合成塔 2.合成压缩机 三、实验原理 氨合成的化学反应式如下: 这一化学反应具有如下几个特点: 是可逆反应。即在氢气和氮气反应生成氨的同时,氨也分解成氢气和氮气。 是放热反应。在生成氨的同时放出热量,反应热与温度、压力有关。 是体积缩小的反应。 反应需要有催化剂才能较快的进行。
制取合成氨原料气所用的气态烃主要是天然气(甲烷、乙烷、丙烷等)。蒸汽转化 法制取合成氨原料气分两段进行,首先在装有催化剂(镍触媒)的一段炉转化管内, 蒸汽与气态烃进行吸热的转化反应,反应所需的热量由管外烧嘴提供。
四、实验操作步骤 A冷态开车
(一)引DW、除氧器101-U建立液位(蒸汽系统图) (二)开104-J、汽包101-F建立液位(蒸汽系统图) (三) 开101-BJ、101-BU点火升温(一段转化图、点火图) (四) 108-D升温、硫化(一段转化图) (五) 空气升温(二段转化) (六) MS升温(二段转化) (七) 投料(脱硫图) (八)加空气(二段转化及高低变) (九)联低变 (十) 其它 B正常工况 (一)正常操作要点 (二)转化岗位主要指标 C 正常停车 (一)停车前的准备工作 (二) 停车期间分析项目 (三) 停工期间注意事项 (四) 停车步骤
2024年合成氨生产安全技术(3篇)
2024年合成氨生产安全技术摘要:合成氨是一种重要的化学品,广泛用于农业肥料、化学工业等领域。
然而,合成氨的生产过程中存在一定的安全风险,包括爆炸、中毒等。
因此,研究合成氨生产安全技术对于确保生产过程的安全性非常重要。
本文主要介绍2024年合成氨生产安全技术的发展趋势,并分析存在的问题和解决方案。
关键词:合成氨;生产安全技术;爆炸;中毒;发展趋势1. 引言合成氨是一种重要的化学品,广泛应用于农业肥料、化学工业等领域。
合成氨的生产过程中存在一定的安全风险,需要采取相应的安全技术措施。
2. 合成氨生产过程中的安全风险2.1 爆炸风险合成氨是一种易爆炸的物质,其在特定条件下可以形成爆炸性混合物。
因此,在合成氨生产过程中需要采取措施确保爆炸风险的控制。
2.2 中毒风险合成氨在高浓度下对人体有毒性,可能引起中毒症状。
工作者在接触合成氨时需要保护自身,防止中毒发生。
3. 发展趋势3.1 自动化控制技术2024年,合成氨生产过程中的自动化控制技术将得到更广泛的应用。
通过引入自动化控制系统,可以确保生产过程中的参数控制和安全操作的准确性。
3.2 环境监测技术合成氨生产过程中的环境监测技术也将得到进一步的发展。
通过实时监测环境参数,可以及时发现异常情况并采取相应的措施保护工作人员的安全。
3.3 事故应急处置技术在2024年,合成氨生产过程中的事故应急处置技术也将得到提升。
针对爆炸、中毒等事故情况,将建立更完善的应急预案和处置方案,以确保事故能得到及时有效的处理。
4. 解决方案4.1 安全生产培训和教育加强对从业人员的安全培训和教育,提高他们的安全意识和应急处置能力。
4.2 引入新技术和装备引入新的安全技术和装备,如智能传感器、无人机等,提高生产过程的安全性。
4.3 加强监测和预警系统建设加强监测和预警系统的建设,通过实时监测合成氨生产过程中的环境参数,及时预警并采取相应的措施。
5. 结论合成氨是一种重要的化学品,生产过程中存在一定的安全风险。
合成氨、甲醇生产过程中化学毒物危害
合成氨、甲醇生产中化学毒物危害
合成氨生产过程中除涉及到液氨,气氨外,也涉及到NH
3、CO、H
2
S量不同的混合
气。
因此,如果这些有害气体泄漏,都可能会对操作人员造成严重的毒物伤害。
在甲醇生产过程中,如造成泄漏也对人员造成伤害。
当系统出现下列情况时,会造成有毒气体泄漏以及毒物伤害的危险。
(1)由于腐蚀、振动,填料磨损等原因,造成输送有害气体的管道、管件、阀门或设备泄漏。
如气柜腐蚀漏气,煤气系统阀门腐蚀,填料磨损泄漏气,法兰垫片破损漏气等。
(2)转动机械填料或密封磨损造成漏气,如半水煤气罗茨风机、压缩机、循环机、冰机等。
(3)气液设备液位过低,气体通过液体管路系统跑出,如造气冷却塔、脱硫塔、分离器、碳化塔。
(4)由于系统超压、超温、流量过大等,操作条件控制不当,引起管道设备内的有害气体泄漏。
(5)造气系统中煤气发生炉或煤气管道上防爆板破裂,造成大量煤气泄漏。
(6)由于超压导致安全阀动作,使大量有害气体排出,如氨分离器液位过低,使30MPa高压气串入1.6MPa液氨管道、液氨储槽等,使设备上的安全阀动作,将氨排出气统。
(7)由于操作人员误操作,导致有害气体外漏。
例如氨冷器排污,或向贮槽中放氨等操作,如果控制不当都可能造成液氨外漏。
(8)设备检修时,操作人员违章作业,进入未用空气,充分置换的含有有害气体的容器中。
(9)新更换的低温变换催化剂在第一次活化时,需要使用二硫化碳进行预硫化,如果操作不当,可能引起CS2泄漏,导致毒物伤害。
合成氨企业的主要安全危害分析
合成氨企业的主要安全危害分析山西省长子丹峰化工有限公司张永林一、主要职业危害性分析1、粉尘危害生产粉尘种类繁多,因理化特性不同,吸入量的大小不同,作用于人体后造成的危害也不同。
该厂在锅炉、造气生产过程中从煤的装卸、过筛、输送到加料,产生的煤尘较多,能长时间悬浮在空气中的固体微粒,经人呼吸系统进入肺部,而导致尘肺病。
2、毒物危害一氧化碳、硫化氢、氨、甲醇等,均为有毒物质,若设备、管道密封损坏以及腐蚀泄漏,将会造成作业场所有毒有害物质浓度增加,若通风不良或未设置防护器材将会引起人员中毒;生产中置换工序未按操作规程通风换气和检测氧含量,人员进入设备会致人窒息死亡。
3、噪声与振动危害噪声主要来源于振动及转动设备工作时产生的噪声,如鼓风机、压缩机及各种泵类产生的噪声,此类设备为连续噪声源。
此外,还有安全阀泄压,锅炉蒸汽放空等气体放空噪声,属间歇噪声源。
噪声使人烦躁、头晕、心悸,长时间在高噪声环境中作业会损伤听力,而且对神经、心脏及消化系统也会产生不良影响。
振动是指在力的作用下,物体沿直线经过一个中心往返重复运动。
风动工具(铆钉机、风锤等)、电动工具(电钻、压缩机、电动机等)、运输工具、其他机械(如混凝土搅拌机等)都能产生振动。
长期接触强烈振动,会对操作者的听觉造成损伤,还能引起人体机能障碍。
4、高温危害蒸汽锅炉、甲醇合成等均为高温工艺,由于高温设备表面散发的热量和辐射热,使这些生产岗位的环境温度升高,特别是夏季高温季节太阳辐射热影响,常常可产生高温、高湿、辐射热等特殊气象条件,影响着人体的正常散热功能,引起体温调节障碍和水份、盐份损失,以及心跳过快,血压降低,从而引起多种疾病。
二、其它危险因素分析1、灼烫造气炉、汽化塔、合成塔装置等处均为高温作业场所或高温设备。
生产过程中各工段有大量使用或通过较高温度的设备和管道,若这些设备或管道的防护措施不当或毁坏就有可能造成操作人员的灼烫危险。
2、触电高、低压供配电系统设计安装不合理;电气设备质量不合格;绝缘性能不符和标准,电气装置的绝缘或外壳损坏,未及时修复或更换;电气作业时,未采取相应的安全组织措施和技术措施;电工、操作人员未穿戴相应的劳动防护用品;保护接零或保护接地措施失效或不规范、违章作业等都有可能发生触电事故。
合成氨中催化剂的中毒及预防
合成氨中催化剂的中毒及预防闫嘉航(沈阳理工大学,0808010228)摘要:本文分析了合成氨催化剂中毒的原因。
搜集了一些防止合成氨催化剂中毒的预防措施,介绍了中毒后的工艺处理方法和操作实施过程。
关键词:合成氨;催化剂;工艺处理维持合成催化剂良好的活性对化工生产十分重要。
影响合成催化剂活性主要的因素是合成塔入口工艺气中的各种催化剂毒物,如硫、氯、含氧化合物等。
这些微量的有毒组分如果超标就会对合成催化剂的活性造成严重影响。
因此,了解合成催化剂的毒物及其预防方法,对防止催化剂中毒,提高催化剂使用寿命及活性有着重要的意义。
1.工艺流程简述由脱碳工段来的工艺气经加热后,进入甲烷化炉(106-D),CO,CO2和氢气进行甲烷化反应生成甲烷。
甲烷化炉出口气体经换热器冷却降温至10℃,经分离器(104-F)分离掉水后,进入合成气压缩机(103-J)低压缸,压缩至6.22 MPa后,经换热器冷却降温到8℃,进入段间分离器(105-F)分离掉水分。
此时气体中仍含有约250 mg /kg的水分及总共为15ms/ks的CO和CO2。
然后工艺气进入分子筛干燥净化系统除去工艺气中的H2O和CO2。
(该系统设有二只分子筛干燥器(1201-DRA /B),一只吸附时另一只再生。
两只交替轮换使用。
)经分子筛净化后的工艺气进入合成压缩机高压缸继续压缩,并与循环气一起在压缩机循环段最终压缩至15.09 MPa。
合成气压缩机出口的合成气,进入进出塔换热器(121-C)加热后进入氨合成塔(105-D),氢气和氮气在催化剂的催化作用下发生合成反应,生成氨。
出塔气先进入合成塔出口气锅炉给水换热器(123-Cl和123-C),然后进入121-C加热人塔气,再进入水冷器(124-CR),随后工艺气进入三级串联的氨冷器,温度降低到-25℃的气液混合物进入高压氨分离器(106-F)后,液相去低压氨分离器(107-F)分离掉不凝组分后得到产品液氨;气相经过复热后,分出一小股气体作为合成回路弛放气,大部分气体作为循环气,回合成气压缩机循环段入口,循环操作。
合成氨中催化剂的中毒及预防
合成氨中催化剂的中毒及预防闫嘉航(沈阳理工大学,0808010228)摘要:本文分析了合成氨催化剂中毒的原因。
搜集了一些防止合成氨催化剂中毒的预防措施,介绍了中毒后的工艺处理方法和操作实施过程。
关键词:合成氨;催化剂;工艺处理维持合成催化剂良好的活性对化工生产十分重要。
影响合成催化剂活性主要的因素是合成塔入口工艺气中的各种催化剂毒物,如硫、氯、含氧化合物等。
这些微量的有毒组分如果超标就会对合成催化剂的活性造成严重影响。
因此,了解合成催化剂的毒物及其预防方法,对防止催化剂中毒,提高催化剂使用寿命及活性有着重要的意义。
1.工艺流程简述由脱碳工段来的工艺气经加热后,进入甲烷化炉(106-D),CO,CO2和氢气进行甲烷化反应生成甲烷。
甲烷化炉出口气体经换热器冷却降温至10℃,经分离器(104-F)分离掉水后,进入合成气压缩机(103-J)低压缸,压缩至6.22 MPa后,经换热器冷却降温到8℃,进入段间分离器(105-F)分离掉水分。
此时气体中仍含有约250 mg /kg的水分及总共为15ms/ks的CO和CO2。
然后工艺气进入分子筛干燥净化系统除去工艺气中的H2O和CO2。
(该系统设有二只分子筛干燥器(1201-DRA /B),一只吸附时另一只再生。
两只交替轮换使用。
)经分子筛净化后的工艺气进入合成压缩机高压缸继续压缩,并与循环气一起在压缩机循环段最终压缩至15.09 MPa。
合成气压缩机出口的合成气,进入进出塔换热器(121-C)加热后进入氨合成塔(105-D),氢气和氮气在催化剂的催化作用下发生合成反应,生成氨。
出塔气先进入合成塔出口气锅炉给水换热器(123-Cl和123-C),然后进入121-C加热人塔气,再进入水冷器(124-CR),随后工艺气进入三级串联的氨冷器,温度降低到-25℃的气液混合物进入高压氨分离器(106-F)后,液相去低压氨分离器(107-F)分离掉不凝组分后得到产品液氨;气相经过复热后,分出一小股气体作为合成回路弛放气,大部分气体作为循环气,回合成气压缩机循环段入口,循环操作。
合成氨催化剂中毒原因分析和工艺处理方法
合成氨催化剂中毒原因分析和工艺处理方法(塔里木油田分公司塔西南化肥厂)摘要:分析了凯洛格型氨合成塔催化剂中毒的原因,提出了预防催化剂中毒的技术措施。
例举了催化剂水中毒和油中毒的典型案例,介绍了其工艺处理方法和操作实施过程。
关键词:氨合成塔;催化剂;中毒;原因;氨合成塔结构及工艺流程塔里木油田分公司塔西南化肥厂合成氨装置由美国凯洛格公司提供基础设计,2001年10月竣工,并一次试车成功。
该装置之氨合成塔为凯洛格型卧式合成塔,塔内设3个催化剂筐和1台床间换热器。
由床间换热器和催化剂筐组成的筒状组合容器与高压外壳形成环隙空间。
筒状组合容器由滚子支撑在轨道上,可将其顺着轨道拉出。
合成塔设有2个催化剂床层,Ⅰ床层催化剂总装量为1/3,以限制温升,并设有1股新鲜气直接注入Ⅰ床层,以控制合成塔床层热点温度。
Ⅰ床层装A110-1H型预还原态催化剂,Ⅱ床层装A110-1型氧化态催化剂。
大部分合成气通过环隙进入,对外壳和催化剂筐起冷却作用,以便维持外壳温度均匀,同时合成气在进床间换热器之前得到预热,然后进入床间换热器,通过与Ⅰ床层的出口气换热而进一步被预热,预热后的合成气从上而下进入Ⅰ床层。
Ⅰ床层出口气经床间换热器后进入ⅡA 床,从上而下通过催化剂筐,随着反应进行,达到合成塔热平衡。
床层热点温度出现在ⅡA床。
合成气经支撑催化剂的箅子板进入催化剂筐底部和筒状组合容器形成的流道,再次进入ⅡB 床催化剂筐,出来后离开合成塔,进入废热锅炉被冷却下来,此后合成气经与合成塔进出口换热器进一步换热被冷却,最后经水冷器换热后进入组合式氨冷气冷凝后进行分离。
液相分离出液氨,气相进入合成气压缩机循环段。
催化剂中毒原因分析合成气中含有的氯、硫、磷、氧及其他化合物(CO、CO2、H2O等)会引起催化剂中毒,催化剂活性越高对毒性的敏感性越大。
氧对合成氨铁催化剂的影响较大,微量的O2就能使催化剂中毒。
Cl是熔铁型催化剂的毒物,可以影响铁的活性,增加合成氨过程的表观活化能[1]。
合成氨生产危险因素的分析与辩识
合成氨生产危险因素的分析与辩识摘要:随着现代社会科学技术、信息技术以及计算机技术的发展进步,化工行业获得了迅猛的发展,其在我国社会生活中的应用越来越普遍。
就目前来说,合成氨在生产过程中还存在着较大的问题,如能源的浪费等,并随着我国对环境保护和节能减排工作的重视,在合成氨工艺生产和应用过程中,需要将节能减排的理念贯彻到合成氨生产的各个过程,正是如此笔者主要对合成氨工艺以及合成氨节能改造进行分析研究,并结合我国合成氨生产的实际情况,节能改造进行重点分析,为之后合成氨工艺的发展打下坚实的基础。
关键词:合成氨生产;危险因素;辨识1 引言生产合成氨过程,存在一定危险性,在生产过程若相关人员出现意外操作,可能发生安全事故,对人们生命安全和财产安全造成威胁。
相关人员在存储过程,应按照国家规范和标准,使用规范的操作方式。
相关企业在液氨存储和使用过程也应做好人员的岗前培训工作,保证液氨存储的安全性。
2 合成氨生产流程2.1 转化在合成氨生产脱硫转化期间,空气、饱和蒸汽及天然气在脱硫后需依照一定配置比例进入到燃烧炉、蓄热炉中,经转化炉内催化剂作用,在温度达780℃环境下实现转化,化学反应如下:CH4+H2O═CO+3H2转化反应是吸热反应,在高温条件下有利于反应平衡及反应速度。
经蒸汽转化后的工艺气含有12%-12%的CO,CO在有催化剂存在的条件下与水蒸气反应,如下:CO+H2O═CO2+H2变换反应是在催化剂的作用下可逆放热反应。
2.2 脱碳经变换工序后,工艺气中二氧化碳含量约17%。
本装置采用改良苯菲尔法脱除工艺气中的二氧化碳,吸收剂为碳酸钾溶液,溶液的吸收和再生:K2CO3+ CO2+H2O=2KHCO3这是一个可逆过程,脱碳溶液中K2CO3吸收了CO2生成KHCO3,KHCO3又在加热,减压的条件下放出CO2,重新变成K2CO3,前一个过程是吸收过程,后一个过程是再生过程。
2.3甲烷化碳氧化物是合成触媒的毒物,在工业生产中要求入合成工序的氢氮气中的CO,CO2含量小于10ppm。
合成氨触媒中毒原因分析及防范措施
合成氨触媒中毒原因分析及防范措施
曾毅
【期刊名称】《化工劳动保护:安全技术与管理分册》
【年(卷),期】1997(000)001
【摘要】以贵州化肥厂“八五”期间合成氨触媒中毒事故为例,找出中毒原因,并提出防范措施。
【总页数】2页(P7-8)
【作者】曾毅
【作者单位】贵州化肥厂
【正文语种】中文
【中图分类】X928.5
【相关文献】
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合成氨触媒被忽视了的毒物
易桂和
湖南安淳高新技术有限公司
摘 要:一些化肥企业在联醇生产中,由于一些操作指标控制不当,使甲醇副产物频繁产生。
这些副产物对合成氨系统的生产产生了不可低估的影响。
重视和解决这个问题,应提到化肥生产技术管理的重要议事日程上。
1 引言
众所周知,合成氨触媒要在良好的气体质量条件下,才能发挥好它的催化作用。
以往,损害合成氨触媒活性的物质是H2S、CO、CO2、油、水汽、有机硫等。
油、硫可以使合成氨触媒永久性地中毒,丧失活性。
CO、CO2、水汽使氨触媒暂时性中毒,使合成触媒垮温,严重影响生产。
以往氨触媒的使用寿命大多在半年、一年,很少达到两年的。
随着合成氨科学技术的不断发展,脱硫技术的进步,精脱硫技术的开发应用,无油润滑及分离设备的改进,醇烃化气体高度净化工艺技术的创立,基本上控制住了这些物质对合成氨触媒的毒害作用。
现在,氨触媒使用寿命五年以上,活性仍然很好的,已屡见不鲜。
近些年来,由于甲醇销售市场好,化肥行业联醇生产十分火爆。
一些企业不断提高联醇的产量,但在生产中,一些操作指标控制不当,致使甲醇副产物频繁产生。
这些副产物对合成氨的生产造成了不可低估的影响。
2 氨触媒被忽视了的毒物
随着合成氨联醇生产的发展,联醇由起初的醇氨比很低,发展到醇氨比1:1,甚至还有过之,甲醇的副产物对合成氨触媒的毒害作用就显得越来越突出了。
这个副产物并不是什么新毒物,在有联醇生产时就存在了,不过没有象现在这样突出。
河北有一个化肥企业,在联醇生产中,合成氨原料气最后净化为铜洗流程,醇氨比0.6:1。
由于甲醇市场好,他们提高了醇氨比。
甲醇生产虽然获得丰收,但合成氨生产却是另外一番景象。
一个φ1200氨塔,生产压力28.5MPa,循环机开12m3/min,循环气体成分基本合格,触媒床层温度热点下移,出塔气氨含量低,这个在正常条件下原本可以日产350~380t氨的塔,只能日产氨210t左右,相差一大截。
该单位要求我公司派人帮助诊断,我们对该单位的全厂生产情况进行了详尽观察,最后了解到甲醇生产系统有一个甲醇塔触媒热点温度310℃,另外一个塔的温度也到了300℃,我们认为极有可能是甲醇副产物中的二甲醚,使合成触媒暂时性中毒。
也是河北另外一个化肥企业,为了提高甲醇产量,甲醇塔的热点温度为320℃,在合成氨系统同等工艺条件下,原本可日产420t氨的一个氨合成塔,却只能日产氨200t左右。
前一个单位在甲醇塔热点温度超高时,提取合成系统补入新鲜气样气,送大连“化学工业气体质量监督检验中心”,经检验:二甲醚含量达292ppm。
二甲醚进入合成系统,不会使合成触媒立即垮温,但它严重地抑制了合成氨触媒的活性,使合成氨触媒出现暂时性中毒,合成氨出塔气氨含量很快降低,合成氨产量下降,系统压力增高,能耗明显上升。
这种含有二甲醚的气体,如果不被纯净的、不含二甲醚的新鲜气体所置换,合成氨触媒的这种暂时性的中毒,就会变成持续性的中毒。
“二甲醚”是一个不容易被人们觉
察的、对合成氨触媒有害的不可忽视的毒物。
这个厂经过把严重超温的甲醇触媒更换,把其他几个甲醇塔的热点温度严格控制<280℃后,氨合成系统的反应就立即出现好的转机,系统压力下降,合成氨产量上升,能耗下降。
3 联醇生产要严防甲醇副产物二甲醚的产生
甲醇市场的走俏,使一些化肥企业努力提高甲醇产量。
也有不少生产厂家,由于受设备生产能力的限制,则只能用增加甲醇塔的负荷,强制性生产来提高甲醇产量,致使甲醇塔触媒温度难以控制。
以往的一些资料显示,甲醇副产物二甲醚的生成温度在300℃以上,事实上,甲醇塔热点温度超过280℃,就有二甲醚产生了(这其中也可能有甲醇触媒含有杂质所致)。
甲醇生产控制指标,应把甲醇触媒热点温度严格控制在280℃以下。
要提高产量,只能选择具有一定生产能力,能把反应热量及时移走的甲醇塔内件,不能超过塔的实际生产能力,不搞强制性生产。
山西天泽煤化工股份公司化工厂,使用湖南安淳高新技术有限公司设计和制造的甲醇塔内件,在提高醇氨比后使用三年多,甲醇触媒的热点温度仍然没有超过245℃。
原山东德齐龙化工集团,使用湖南安淳高新技术有限公司设计和制造的甲醇塔内件,提高甲醇产量三年多的时间里,以产醇为主的甲醇塔的热点温度仍然是240℃。
完全没有甲醇副产物二甲醚的产生,有力地保护了合成氨系统生产的正常进行。
4 采用低压联醇新工艺杜绝二甲醚生成
湖南安淳高新技术有限公司近年来创立的低压联醇新工艺,即产醇为主的一级甲醇塔,采用低压甲醇塔。
为此研制了JJD低压恒温水管式甲醇塔,悬挂式水管,全径向催化剂床层,适用压力范围3.0~8.0MPa 的甲醇合成系统,反应热产生饱和蒸汽,实现恒温生产,可杜绝“飞温”、超温现象。
合成原料气净化一级,仍采用中压醇烃化。
产醇为主的低压甲醇塔,反应温度恒定在220~230℃,净化为主的甲醇塔,进口CO+CO2含量在1.8%~2.0%,也绝不会存在反应剧烈而使甲醇触媒温度超高的问题。
顺昌富宝实业有限公司2007年11月,使用湖南安淳高新技术有限公司设计、制造的φ2400低压甲醇塔,压缩四段送低压甲醇,工作压力3.5MPa,开一台38m3/min循环机,进塔CO6.0%、CO21.0%,醇后气CO<2.0%。
在全厂总氨15万t/a的情况下,日产粗甲醇210~230t。
该装置节能效果显著,吨醇副产1t中压蒸汽,使该厂总氨电单耗下降了180度。
JJD低压甲醇塔在山东平原、明水、章丘、云南云维集团的运用,充分显示了操作稳定,恒温、易控制,节能,吨醇副产中压蒸汽1.0~1.4t,节电100kWh。
5 结语
在甲醇市场好的情况下,既要不失时宜地提高甲醇产量,又不能不顾设备的生产能力,强制生产。
很多甲醇塔触媒超温,都是由于强制性地给甲醇塔增加负荷,这样就导致了甲醇副产物二甲醚的生成。
这样做,虽然获得了甲醇产量的丰收,但从整体上看,合成氨系统的生产受到严重影响,得不偿失。
湖南安淳高新技术有限公司设计、制造的JJD低压甲醇塔,是既可满足追求甲醇产量,又可杜绝甲醇副产物二甲醚产生,还是节能降耗的理想装置。