CN102807234B - 一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法，包括以下步骤：先关闭合成气阀门，将合成塔内进行氮气置换；将合成塔出口管接入氮气，氮气逆向进入合成塔内；打开合成塔的顶盖，在合成塔的内、外筒之间放入氮气管并进行氮气通入，并将合成塔内下降管的顶端用盖板进行密闭；合成塔的顶盖检修完毕后，撤走氮气管与下降管的盖板后再固定顶盖。本发明的方法操作方便，简单有效，避免了触媒与空气接触的可能，保护了触媒的催化性能。

Description

一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法

技术领域

本发明涉及一种触媒的保护方法，具体涉及在氨合成设备合成塔顶盖大法兰检修时对触媒的保护方法。 

背景技术

氨合成系统的反应装置合成塔，主要将氢气与氮气在解媒的存在下进行催化合成反应，由于合成氨的反应是可逆反应，而且触媒易被氧化而中毒降低催化的性能，所以需严格控制合成塔与工艺气系统中氧的含量。在正常生产中由于该反应压力高，氧不能进入合成塔内，该反应能够与氧进行隔绝，合成氨反应正常。但在揭开合成塔顶盖大法兰检修的过程中由于合成塔内压力低于大气压，空气中的氧气就有可能进入合成塔内使触媒中毒、燃烧的危险，如果在合成塔检修的过程中有空气进入，合成塔的铁系触媒遇氧会发生氧化反应，造成触媒层温度升高，活性降低，触媒层由上而下逐步失去催化作用，并可能造成触媒老化，缩短寿命，还会造成系统结晶严重，堵塞管道，系统阻力增大，直至无法继续生产。如若空气进入过多，会造成触媒剧烈燃烧，合成塔损坏。 

所以，在对合成塔顶盖大法兰进行检修时需要对合成塔内的触媒进行保护，目前一般采用对触媒先进行钝化再升温还原方法对触媒进行保护。即在检修合成塔顶盖大法兰时先将合成塔内的触媒进行钝化的方案来达到保护触媒目的。检修完毕后再将触媒进行升温还原，恢复铁系触媒的活性。但此方法不仅占用时间较多，给正常生产带来时间影响而造成生产效益的损失；还会出现触媒钝化不完全或在升温还原中由于部分铁系触媒没有被还原的现象，从而影响触媒的整体活性。 

发明内容

本发明的目的就是要解决上述不足，提供一种在合成塔检修时对触媒进行保护的安全而快捷的方法，使合成塔在检修时不需要对触媒进行钝化－还原处理就能更好地保护触媒的方法。 

为了达到上述目的，本发明提供一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法，所述的方法包括以下步骤： 

（1）关闭合成气的阀门，将合成塔内进行氮气置换；

（2）将合成塔的进、出口管都接入氮气；

（3）打开合成塔的顶盖，在合成塔的内、外筒之间放入氮气管通入氮气，并将合成塔内下降管的顶端用盖板进行密闭；

（4）合成塔的顶盖检修完毕后，撤走（3）中的氮气管与下降管的盖板，再固定顶盖。

所述步骤（1）中，氮气通过热交换器的壳层分为两个分支进入合成塔进行氮气置换：一个分支从合成塔的底部中心管上升至合成塔的触媒框上部；另外一个分支从合成塔底部上升充满合成塔内、外筒之间的环隙。 

为了防止合成塔顶盖打开后产生烟囱效应有空气进入，进而影响框内触媒的活性。所述步骤（2）中，将合成塔出口管接入两路氮气。 

所述步骤（3）中氮气管为环形管，环形管上间隔设有出气孔，出气孔的直径为4-6mm。 

上述方案的优选方案是，所述合成塔出口管接入的氮气是通过导淋阀接入的。 

本发明采用氮气对合成塔中触媒进行保护，防止触媒与空气接触的可能，并有效地避免了对触媒进行钝化－还原方法所带来的一系列缺点。本发明是先将合成系统停止，再通过合成塔的底部中心管与合成塔内、外筒之间的环隙充满氮气，使氮气在触媒框内及内外筒之间都充满了氮气，在塔内形成一个微正压，外部的空气就不会进入合成塔内。为了防止合成塔进、出口处的空气侵入，在合成塔出口处管接入氮气进行封锁空气的进入；打开合成塔的顶盖后，在合成塔的内、外筒之间放入设有出气孔的环形氮气管并通入氮气，并将下降管管口用盖板盖住，避免了因合成塔内氮气的流失而使触媒进行氧化和燃烧的可能。然后就可对合成塔的顶盖进行检修，检修后固定上顶盖后再撤走氮气管及下降管盖板进行合成氨的生产。 

本发明的有益效果有： 

1、在对合成塔顶盖进行维修时，塔内触媒无需进行钝化处理，将合成塔内进行全部的氮气置换，维持塔内微正压，避免有空气进入塔内；并在合成塔进、出口处管接入氮气进行封锁空气的进入，然后就可打开其顶盖进行检修，暴露出来的触媒由于受氮气的保护而不与空气发生接触，从而产生氧化。

2、本发明不需进行触媒的升温还原步骤，则避免了触媒出现还原不完全或在还原的过程中出现结块的现象，保证了触媒的活性与合成氨整个系统的安全生产。 

3、本发明的方法操作方便，简单有效，检修合成塔顶盖时不需考虑触媒的钝化及还原过程中出现的各种状况。 

4、此发明具有连续性和可重复性，合成塔出口处管接有两路氮气充入合成塔，其氮气的供应是连续的，保证触媒与空气的完全隔绝。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。 

图1是本发明方法中的装置与氮气流通示意图； 

图2是合成塔俯视图。

图中：1－热交换器，2－合成塔，21－外筒，22－内筒，23－下降管，3－顶盖，4-1－第一导淋阀，4-2－第二导淋阀，5－换热器，6－预热器，7－进口管，8－出口管。 

具体实施方式

实施例一： 

一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法包括以下步骤：

（1）关闭合成气阀门，将合成塔内进行氮气置换，氮气通过热交换器的壳层分为两个分支进入合成塔进行氮气置换：一个分支从合成塔的底部中心管上升至合成塔的触媒框上部；另外一个分支从合成塔底部上升充满合成塔内、外筒之间的环隙；

（2）将合成塔的进、出口管都接入氮气；其中合成塔的出口管是通过两个导淋阀接入两路氮气；

（3）打开合成塔的顶盖，在合成塔的内、外筒之间放入间隔设有直径为5mm出气孔的环形氮气管，出气孔之间的间距为200mm；氮气管通入氮气，并将合成塔内下降管的顶端用盖板进行密闭；

（4）合成塔的顶盖检修完毕后，撤走（3）中的氮气管与下降管的盖板，再固定上顶盖。

本发明是先将合成系统停止，再通过合成塔的底部中心管与合成塔内、外筒之间的环隙充满氮气，使氮气对触媒框上部及合成塔高温内筒外周都充满了氮气，在塔内形成一个微正压，外部的空气就不会进入合成塔内。为了防止合成塔出口处的空气侵入，在合成塔出口管接入氮气进行封锁空气的进入；打开合成塔的顶盖后，在合成塔的内、外筒之间放入设有出气孔的环形氮气管并通入氮气，避免了因合成塔内氮气的流失而使触媒进行氧化燃烧的可能。然后就可对合成塔的顶盖进行检修，检修后固定上顶盖后进行合成氨的生产。 

本发明对合成塔顶盖进行维修时，塔内触媒无需进行钝化处理，将合成塔内进行全部的氮气置换后维持塔内微正压，避免空气进入塔内；并在合成塔的进、出口管接入氮气进行封锁空气的进入，使氮气的供应是连续的，保证触媒与空气的完全隔绝。然后就可打开其顶盖进行检修，暴露出来的触媒由于受氮气的保护而不与空气发生接触而产生氧化。本发明不需进行触媒的升温还原步骤，则避免了触媒出现还原不完全或在还原的过程中出现结块的现象，保证了触媒的活性与合成氨整个系统的安全生产。 

实施例二： 

参照图1、图和设备结构示意图对本发明的保护方法作进一步的描述： 

关闭合成气阀门，将合成塔2内进行氮气置换，氮气通过热交换器1的壳层分为两个分支进入合成塔2进行氮气置换：一个分支从合成塔2的底部中心管上升至合成塔的触媒框上部；另外一个分支从合成塔底部上升充满合成塔内筒22、外筒21之间的环隙；将合成塔的进口管7、出口管8都接入氮气；其中合成塔的出口管8是通过设于合成塔2与换热器5之间的第一导淋阀4-1，以及预热器6后端的第二导淋阀4-2接入两路氮气；打开合成塔2的顶盖3，在合成塔的内筒22、外筒21之间放入间隔设有直径为6mm出气孔的环形氮气管，出气孔之间的间距为200mm；氮气管通入氮气，并将合成塔2内下降管23的顶端用盖板进行密闭；合成塔2的顶盖3检修完毕后，撤走氮气管与下降管上的盖板，再固定上顶盖3。

上面所述仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (4)

1.一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

（1）关闭合成气的阀门，将氮气通过热交换器的壳层分为两个分支进入合成塔内进行氮气置换：一个分支从合成塔的底部中心管上升至合成塔的触媒框上部；另外一个分支从合成塔底部上升充满合成塔内、外筒之间的环隙；

（2）将合成塔的进、出口管都接入氮气；

（3）打开合成塔的顶盖，在合成塔的内、外筒之间放入环形氮气管通入氮气，所述环形管上间隔设有出气孔；并将合成塔内下降管的顶端用盖板进行密闭；

（4）合成塔的顶盖检修完毕后，撤走（3）中的氮气管与下降管的盖板，再固定顶盖。

2.根据权利要求1所述的一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法，其特征在于：所述步骤（2）中，将合成塔出口管接入两路氮气。

3.根据权利要求1所述的一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法，其特征在于：所述步骤（3）中氮气管上的出气孔直径为4-6mm。

4.根据权利要求1或2所述的任一种用于氨合成塔检修时对塔内触媒的保护方法，其特征在于：所述合成塔出口管接入的氮气是通过导淋阀接入的。