高低温变换催化剂更换小结

1 高低变催化剂更换的判断

从技术上讲，高低变催化剂的使用寿命取决于催化剂的活性和床层的压力降。当催化剂的活性降低到出口CO含量接近甚至超过设计值，或压力降增加到影响系统高负荷运行时，通畅应考虑更换。

1.1 高变催化剂需更换判断依据

本系统高变炉为轴径向式结构，近期切面积为纯轴流式结构的3倍多，同样工况下由上游工段带来的固体小颗粒等沉积物进入高变炉，造成的阻力上涨不明显，催化剂使用五年后压差仅仅增长0.02MPa。基于高变炉轴径向式的特殊结构，而高变床层在同一水平面只有一个测温点，所以不能根据温度变换来判断触媒活性变化情况，分析其出口CO含量在偷用初期为1.8%，到12年6月也仅为2.%，距离设计值3.12%还相差较远，说明触媒活性仍然较好，而类似的改造装置高变催化剂在使用5年后也作了更换，因此从装置安、稳、长、满、优的角度出发，为防止催化剂出现活性突然表现下降而造成低变进口CO含量上升，床层温度上升，今儿影响低变催化剂的寿命和系统能耗，综合经济效益而考虑决定借大修机会予以更换。

1.2 低变催化剂需要更换的判断

上炉低变催化剂至此已使用7年，对于低变催化剂，由于高变对上游气流夹带物阻挡和过滤作用，床层压力降增加并不明显，压力降保持在0.04MPa。低变催化剂投用初期活性温度主要集中在床层上不，随着使用时间的增加床层热点温度不断下移，至212年5月分析堤边路出口CO达到设计值0.2%，变换反应已主要集中在催化剂床层的下部，虽然热点温度热偶一下还有1260mm高的催化剂，但考虑到长时间处于热点温度下的催化剂活性已严重下降，为保证系统安全防止突然出现触媒烧穿现象发生，且因低变出口CO含量增加也就增加了后段工序甲烷化的耗氢量，通过计算低变出口CO每增加0.05%，因甲烷化耗氢、普利森非渗气带走氢是每小时的氢耗增加300NM³，相应每天减少了氨产量3.6T，因减产带来的年损失为200万左右，这已经是更换一炉催化剂近一半的费用；同时，驰放气量增加，驰放气回收为高低压氢的能耗也随着增加。综合考虑低变催化剂在大修必须进行更换。

2 高低变催化剂使用寿命影响因素分析

影响高低变催化剂使用候命的主要因素有两点：一是催化剂失活，导致CO变换率降低，从而不能满足工艺要求；二是催化剂床层阻力上涨，致使变换工段压力降增大达到所允许的最大压力降。

2.1 催化剂失活的因素分析

高低变催化剂活性逐渐丧失也就是粗话及变换率的下降，表现为在相同操作条件下高低变出口CO含量异常升高。一种是粗话及本身活性成分收到影响而发生变化，引起活性下降；另一种是有上游工序带来的种种杂质扶着于催化剂表面使催化剂“结皮”，从而减少了气体与活性成分的接触面积而引起的失活。

催化剂活性成分本身的失活与催化剂升温还原及操作时的温度密切相关，温度升高促使活性成分（金属晶粒）成长增大，也就是所谓的催化剂老化。防治低变催化剂在还原过程中以及还原结束串入系统时发生超温是避免活性降低的关键。另外，毒物的影响也是巨大的，硫化物、卤素元素等毒物对高低变催化剂的伤害是不可恢复的，不仅使其活性下降，还会使催化剂强度变弱而破碎。由于开停车的原因，催化剂多次的还原与氧化，也使活性降低。

“结皮”导致活性降低主要体现在高变催化剂上，上游转化工序带入硅、钾、镍等杂质粉尘（触媒灰，管道锈蚀物，耐火材料脱落，蒸汽杂质等等），随工艺气进入高变床层附着在催化剂表面。尤其是在开停车操作及系统负荷大幅波动，会很容易带入杂质粉尘。

2.2 催化剂床层阻力降增大的原因分析

装填质量的影响：装填以前没有严格筛分除灰，装填过程中人员踩踏、落差太大致使催化剂破碎，装填不均匀，都会影响床层的间隙率，通气后阻力高。杂质的堵塞：上诉的催化剂“结皮”，同样堵塞了床层间隙减小了气体通道致使阻力增大。不当操作后的触媒泡水、烧结等影响。

3 如何延长高低变催化剂使用寿命

针对上诉影响因素，在市级生产操作重要经信维护、点滴做起，尽可能的避免不利因素出现是催化剂寿命减短，减低生产成本提高经济效益。现将要点归纳如下：

（1）严哥按照装填方案进行：装填之前先筛分去除破碎的小颗粒和触媒灰，均匀装填，过程中避免人为导致的破碎，保证装填量达到要求，升温还原之前 要进行彻底的吹灰工作。

（2）升温还原防超温。

（3）开车导气防泡水。

（4）前段转化工序的稳定运行保证了进高低变炉的工艺气质量，控制S含量，减少夹带的各种杂质，水碳比稳定蒸汽品质高。

（5）合理控制高低变操作温度。使用初期温度尽可能低一些，高于催化剂起始活性温度即可，在满足出口CO要求的情况下尽可能少的进行提问操作，并减少炉内温度的波动。

（6）稳定操作负荷，尽可能减少系统波动次数，个岗位默契配合避免频繁开停车。

（7）停车保护。短时间停车高低变炉切除保温保压，防止空气进入而氧化。长时间停车，需充氮保护，分析氮气纯度应满足要求，剪短充氮，压力不超过0.1MPa以减少随氮气带入的杂质，并做好氮气中断的应急准备。

4 小结

通过本次更换高低变催化剂的实际操作，理论联系实际得出了以上延长催化剂使用寿命的方法，为以后的生产工作提供了相应的技术参考。

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