[发明专利]氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法

摘要

本发明涉及氨合成触媒升温技术领域，是一种氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法，按下述方法进行：向氨合成装置中充入氮气对触媒进行升温。本发明首次公开了采用氮气对氨合成触媒进行升温开车，本发明所述的的氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法相对于现有技术中的升温开车法而言，本发明能够缩短触媒升温开车时间，从而能够更快的恢复氨合成生产，不仅节约了开车费用，而且还给企业带来更多的经济效益，一举两得；另外，氮气在氨合成装置系统内循环，对系统换热没有任何负面影响，减少气体排放时间，同时减少了有害气体的排放，对环保工作有巨大贡献。

主权项

1.一种氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法，其特征在于按下述方法进行：向氨合成装置中充入氮气对触媒进行升温，具体的，氨合成装置包括合成塔、加热炉、废热锅炉、锅炉给水预热器、热气气换热器、水冷器、冷气气换热器、第一氨冷器、第二氨冷器、高压氨分离器、压缩机，在加热炉的进气口连通有第一气路管线，在第一气路管线上串接有第一开关阀，合成塔的上部进气口与加热炉出气口之间连通有第二气路管线，合成塔底部与废热锅炉的进气口连通，废热锅炉的出气口与锅炉给水预热器的气体通道进口相连通，锅炉给水预热器的气体通道出口与热气气换热器的热气体通道进口相连通，热气气换热器的热气体通道出口与水冷器的气体通道进口相连通，水冷器的气体通道出口与冷气气换热器的热气体通道进口相连通，冷气气换热器的热气体通道出口与第一氨冷器的进气口相连通，第一氨冷器的出气口与第二氨冷器的进气口相连通，第二氨冷器的出气口与高压氨分离器的进气口相连通，高压氨分离器的出气口与冷气气换热器的冷气体通道进口相连通，冷气气换热器的冷气体通道出口与压缩机的循环段入口通过第三气路管线连通，压缩机的循环段出口与第一气路管线通过第四气路管线连通，热气气换热器的冷气体通道和加热炉进气口与第一开关阀之间的第一气路管线相连通，在热气气换热器的冷气体通道出口与加热炉进气口之间的第一气路管线上串接有加热入口开关阀，在热气气换热器的冷气体通道出口与加热入口开关阀之间的第一气路管线与合成塔底部之间连通有第五气路管线，在第一开关阀两侧的第一气路管线上连通有与第一开关阀并联的第一气路支管线，在第一气路支管线上串接第一支路开关阀，在第三气路管线上串接有第三开关阀，在冷气气换热器的冷气体通道出口与第三开关阀之间的第三气路管线上连通有塔后氮气放空管线，在塔后氮气放空管线上串接有氮气放空阀，在压缩机循环段入口与第三开关阀之间的第三气路管线上串接有循环段入口阀，在循环段入口阀两侧的第三气路管线连通有与循环段入口阀并联的第三气路支管线，在第三气路支管线上串接有循环段入口旁路阀，在第四气路管线上串接有第四开关阀，在第四开关阀两侧的第四气路管线上连通有与第四开关阀并联的第四气路支管线，在第四气路支管线上串接有循环段出口旁路阀，在压缩机新鲜气入口连通有新鲜气管线，在新鲜气管线上连通有新鲜气放空管线，在新鲜气放空管线上串接有新鲜气放空阀，在新鲜气放空管线与压缩机新鲜气入口之间的新鲜气管线串接有新鲜气主阀，在新鲜气主阀两侧的新鲜气管线上连通有与新鲜气主阀并联的新鲜气支管线，在新鲜气支管线上串接有新鲜气旁路阀，在第二气路管线、第五气路管线上分别串接有第二开关阀和第五开关阀，其特征在于在第一气路管线上连通有高压氮气管线，在高压氮气管线上串接有氮气开关阀；该氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法按下述方法进行：第一步，启动压缩机，压缩机在1000r∕min冲转暖机过程中，打开第一气路管线上的第一开关阀、第三气路管线上的第三开关阀、加热入口开关阀、第二开关阀和氮气开关阀，氨合成装置的其余阀门关闭，通过高压氮气管线充入高压氮气，高压氮气依序穿过第一气路管线、加热炉、第二气路管线、合成塔、废热锅炉、锅炉给水预热器的气体通道、热气气换热器的热气体通道、水冷器的气体通道、冷气气换热器的热气体通道、第一氨冷器、第二氨冷器、高压氨分离器、冷气气换热器的冷气体通道，直至到达第三开关阀之前的第三气路管线，即让氮气充入第一开关阀与第三开关阀之间的气路管线和气体通道中，当第一开关阀与第三开关阀之间的气路管线和气体通道中的氮气压力达到3.5MPa至3.6MPa并保持不变时，进入下一步，其中，从高压氮气管线进入第一气路管线的高压氮气分为两路，一部分穿过热气气换热器的冷气体通道，另一部分进入加热炉中，并且第一开关阀与第三开关阀之间的气路管线和气体通道进行充氮升压的过程中，除了加热炉和压缩机以外，其余设备均处于停运状态，充压速度为0.25MPa/min至0.4MPa/min；第二步，启用废热锅炉，向废热锅炉中通入2.5MPa的蒸汽对经过废热锅炉的氮气进行加热升温；第三步，当压缩机的转速升至3000r∕min至3500r∕min并运行15分钟至20分钟过临界前，打开循环段入口旁路阀，使第三气路管线中的氮气通过第三气路支管线进入压缩机循环段进行均压，当压缩机的循环段出口压力与第一开关阀与第三开关阀之间的气路管线压力持平时，将压缩机的一级干气密封气切为压缩机循环段的出口气体，然后全开循环段入口阀并关闭循环段入口旁路阀，使第三气路管线中的氮气通过第三气路管线进入压缩机循环段，打开循环段出口旁路阀，使氮气在第四气路管线、第一气路管线、第二气路管线、锅炉给水预热器的气体通道、热气气换热器的热气体通道、水冷器的气体通道、冷气气换热器的热气体通道、第一氨冷器、第二氨冷器、高压氨分离器、冷气气换热器的冷气体通道、第三气路管线和压缩机之间建立循环，当加热炉出气口的氮气温度高于合成塔的触媒床层入口温度时，将进入合成塔的氮气流量控制为15000m³∕h至18000m³∕h，合成塔的触媒的升温速率为45±5℃∕小时；第四步，当压缩机的转速达到8600r∕min至8606r∕min时，观察压缩机低压缸和高压缸的出口温度，将压缩机低压缸的出口温度控制为30℃至83℃，压缩机高压缸的出口温度控制为40℃至71℃，当压缩机低压缸和高压缸的出口温度低于其控制范围时，不断通过高压氮气管线充入高压氮气，直至达到出口温度的控制范围，在充入高压氮气过程中，保持氨合成装置的氮气压力保持为3.2MPa至4.0MPa，当低压缸和高压缸高于其温度控制范围时，打开塔后氮气放空管线上的氮气放空阀进行泄压，压缩机低压缸和高压缸的出口温度回落至其控制范围并稳定后，关闭高压氮气管线上的氮气开关阀，停止充入高压氮气，保持氨合成装置的氮气压力为3.2MPa至4.0MPa，合成塔中触媒继续升温，升温速率为45±5℃∕小时，当触媒床上层温度提升到350℃至400℃后，进行下一步；第五步，打开新鲜气放空管线上的新鲜气放空阀，关闭新鲜气主阀和新鲜气旁路阀，新鲜气进入新鲜气管线，通过新鲜气放空阀置换气体，当新鲜气放空管线内的新鲜气达到进气要求后，打开新鲜气旁路阀，新鲜气逐渐向压缩机内均压，同时打开并不全开第五气路管线上的第五开关阀，并且打开并不全开氮气放空阀置换合成氨装置内的氮气，此时，合成塔触媒床层将因有新鲜气进入而温度上升，运行第一氨冷器和第二氨冷器对气路中的气体进行冷却，当压缩机的低压缸入口压力与新鲜气管线入口处的新鲜气压力持平后，打开新鲜气主阀；第六步，新鲜气并入氨合成装置后，逐渐开大第五开关阀，压缩机逐渐提高转速并逐渐关小新鲜气放空阀，随着第五开关阀的进气量逐渐增大，用气体循环量控制触媒床层入口温度不降低，当触媒床层入口温度达到360℃至380℃并且热点温度达到450℃以上时，加热炉停运，关闭加热入口开关阀和第二开关阀，触媒升温结束，完成触媒升温开车。