论文导读：赤天化集团公司30万吨合成氨装置合成塔于1988年大修期间，采用瑞士卡萨利公司的专利技术，对塔内件进行了较大的改造。从各项技术指标来看,更换第一层催化剂后，整个合成塔反应良好，系统运行稳定。
关键词：合成塔，更换第一层催化剂，效果评介
赤天化集团公司30万吨合成氨装置合成塔于1988年大修期间，采用瑞士卡萨利公司的专利技术，对塔内件进行了较大的改造。由轴向塔改为轴径向塔，催化剂采用1.5---3.0mm的小颗粒型，到1998年其上层催化剂有衰老和失活的现象。因此，我们利用99年大修的机会对其进行了更换，通过两年的运行情况来看，达到预期效果。为同类型合成氨装置合成塔触媒的使用积累了宝贵的经验。
1 催化剂失活的原因
合成塔催化剂，受热后衰老和毒物中毒是造成失活的主要因素。（1）热衰老：主要是由于活性组份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，从而导致活性哀退。在实际生产中，合成塔顶层催化剂床温始终处在最高，而且也较容易超温，因此，顶层催化剂中铁晶粒受热衰老，甚至失活就不可避免了。在99年卸触媒时就发现有结块现象。免费论文参考网。（2）毒物中毒：合成氨催化剂的毒物主要是工艺气中的氧化物(如H2O、CO、CO2等) 、润滑油等等。一般来说氧化物的中毒是暂时性的中毒，它们的主要来源是从补充气（新鲜气）中带来，积聚在合成塔入口，使其催化剂暂时性中毒，经过长久累积，也会变成永久性中毒，再者就是润滑油对触媒的活性的影响，润滑油进入触媒层后，首先造成部分催化剂微孔堵塞，或覆盖其表面而降低触媒活性，还有就是润滑油中的硫也会毒害触媒，使其永久性中毒。免费论文参考网。
2实际使用情况
合成气进入合成塔后，首先在顶层触媒中进行激烈的化学反应，同时放出大量的热。顶层催化剂最先与工艺气接触，而且是温度最高的地方，并且有超温的历史。因此，它是最先受热衰老及中毒失活的敏感区域。免费论文参考网。从表1中我们可以看出随着触媒的使用时间的推移，各工艺参数均发生了较大的变化，特别是我公司96年6月对合成氨装置进行了节能增产大改造后，合成回路由塔前分氨改为塔后分氨。工艺气经103-J增压后，通过油分离器再进入合成塔。因油分器在设备设计和制作上存在的缺陷（投用时压差达0.3MPa以上）,一直无法正常投用，工艺气中的油不可避免的带入合成塔，使其顶层触媒活性逐渐降低。到98年底热点温度下移至第二层。因此，公司决定利用1999年6月大修时，将其第一层触媒更换，触媒型号为南化公司生产的A110－1－H。
88年6月-99年6月合成塔参数 表1
3 效果评价
3.1从这两年情况来看，更换顶层触媒后，各项技术指标较佳见表2。通过只更换顶层催化剂，提高了氨净值，延长了整炉触媒的使用周期，降低了合成氨的综合能耗。
3.2实现了合成塔只更换顶层触媒后，使整炉触媒活性得到恢复。目前热点温度在第一层，并控制在480℃左右．MC0013开度在75％以上．氨净值13.6%。从各项技术指标来看,更换第一层催化剂后，整个合成塔反应良好，系统运行稳定。
3.3顶层触媒更换后，整个合成回路工艺状况，得到了大大的改善，回路的差压由1.05MPa降到了现在的0.85MPa，氨净值达到了13.6%以上，为合成氨装置99年—2001年超负荷（110%）打下了坚实的基础。
合成回路工艺参数表2
4 结束语
4.1通过2年多的实际运行证明，只更换105-D顶层触媒，就可以延长整炉催化剂的使用寿命和衰老期，并且可以使活性大大提高，从而达到节能、降耗、增产之目的。
4.2凯洛格型合成塔，通过引进技术的改造，催化剂的卸出都非常困难和危险（需在N2保护下用真空泵逐层抽出）。因此，只更换第一层触媒，就可以使整炉触媒的活性得到提高，并且对延长整炉催化剂的使用周期和减少更换触媒的次数都是非常有利的。
4.3更换顶层催化剂可以延长整炉触媒的使用寿命。但能延长使用年限多少年还是个未知数，对合成塔其它层触媒是否有影响也不得而知。因为是第一次也是第一家采取更换第一层触媒的办法，所以没有可借鉴的经验，只有在工作中不断摸索和总结。
参考文献：
向德辉．刘惠云主编。化肥催化剂实用手册。北京：化学工业出版社，1992年。
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