APP下载

浅析合成氨工艺核心指标

2018-09-10田晓辉

炎黄地理 2018年8期
关键词:煤气催化剂工艺

田晓辉

下面简单的谈谈下我理解的“核心工艺指标观”。核心工艺指标控制是工艺操作的灵魂,是实现稳产、高产、优质、低耗的关键,更是实现安全生产的有力保证。

合成氨工艺的核心指标主要有哪些呢?称之为核心指标的原因依据是什么?我们应该如何去操控这些核心指标呢?

造气岗位首要核心指标是煤气炉下行煤气温度。我们都知道固定间歇式煤气发生炉,炭层从上至下分别是干燥层、干馏层、气化层、灰渣层,产量和煤耗主要看气化层反应情况的好坏,而下行煤气温度主要反应了气化层的反应情况。根据周教授的工艺思想,通过炉条机的转速来控制灰渣层,间接控制气化层的反应温度,即控制了煤气炉的反应情况,灰渣层应该控制在15±5cm,下行煤气温度应控制在210±5℃。

造气工段的第二核心指标应该是指穩定的气柜高度。气柜是缓冲、储存半水煤气,如气柜高度一定时,根据半水煤气中各物质分子量大小我们可以得知,气体分布自上而下应该是H2、CH4、CO、N2、CO2。如果煤气炉产气量和罗茨机的抽气量不相同时,那么进入后工段的原料气其成分就不稳定,后工段的生产也就受到波动,所以稳定的气柜的高度是十分必要的,这就要求调度员和操作工人能协调好,控制好煤气产量和罗茨机的打气量。

氨合成首要核心工艺指标氢氮比。根据氨合成反应方程式:N2+3H2=2NH3+Q(高温高压催化剂)得知,每三分子H2与一分子的N2作用生成一分子氨,周教授在将新鲜氢比例定位74.5±0.5%(新鲜气含有CH4和Ar),这样合成分子理论上反应就能较好进行。新鲜氢的比例提高后,势必会提高循环氢的含量,循环氢的比例提高后,因H2占据了循环气的主要成份,H2又较N2、CH4、Ar、NH3分子量小,循环机的做功就会大幅度降低,即降低了电流,降低了吨氨成本。单纯作为合成操作来讲控制好氢氮比是不现实的,重要的还是从源头控制,要将半水煤气中的CO+ H2控制在68±0.5%(理论推算),即将新鲜氢控制在74.5%左右,也就是合成循环氢59±1%之间。

氨合成第二核心指标是适宜催化剂的温度。从化学反应角度来看,适宜的催化剂的温度是提高触媒活性,使得反应向正反应方向进行重要保证。根据周教授的经验和触媒厂家质量说明书,氨合成触媒催化剂温度最适宜温度暂定520~530℃。其次,催化剂的温度反应了合成塔内部温度,反应合成塔反应情况,提高一定温度还有利于氮、氢分子的碰撞,提高氨产量。

氨合成第三核心指标是在压力一定的情况下,尽量降低合成塔内惰性气体含量。单纯从化学反应角度看,H2和N2含量越高,CH4、Ar含量越低反应越有利,但如惰性气放空量太大,势必会降低塔内压力,同比高压力反应就会变得迟缓,产量就会受到影响。

我们对合成氨的核心指标都有了一定的了解,但在实际操作中,所有的核心指标其实是相互联系、彼此影响的,如合成氢氮比其实受到下行煤气温度,气柜高度、蒸汽压力等工艺指标的影响。而我们当前要做的就是协调好这些核心指标,降低吨氨综合能耗,为公司减亏增效。

猜你喜欢

煤气催化剂工艺
Fe1-xO基氨合成催化剂助催化剂的优选
LNG加气站工艺危害分析
煤气泄漏
新型废热锅炉的制造工艺
船舶上层建筑建造工艺探讨
如何在开停产期间保护克劳斯催化剂
如何在开停产期间保护克劳斯催化剂
低汽气比变换催化剂动力学研究
低汽气比变换催化剂动力学研究
赏工艺,看杰作再现