φ800ⅢJ—99型氨合成塔内件采用A301型催化剂技术总结

通过对φ800ⅢJ－99型氨合成塔内件采用A301型催化剂的特性分析,在内件组装、催化剂装填还原及正常操作中掌握其规律,二者的优化组合可有效提高生产能力并达到增产降耗的目的。     

S-200径向氨合成塔使用A301催化剂模拟计算

根据我国引进的TopsφeS-200两段段间间接焕热径向氨合成塔的原有结构参数与工况条件,采用拟均相一维数学模型,模拟计算了使用A301催化剂的应用效果。S-200型径向氨合成塔在现有工况条件下使用A301型催化剂,合成塔出口氨浓度可达19.51%-21.33%,氨净值比使用A110提高1.5-2.5个百分点;最高日产合成氨可达1300t,在各种进塔气流量条件下,均可比使用A110增产10%-14%;在同样的合成氨产量条件下,循环气压缩功耗可比A110降低15%;废热锅炉的蒸汽产量可比使用A110提高15%-20%。结果表明,引进的大型合成氨厂第2次改造和催化剂更换采用A301型催化剂可以达到节能降耗和增产的目的。     

轴径向型氨合成塔的数学模型及工艺优化研究

运用氨合成化学反应本征动力学方程,建立了轴径向型氨合成塔拟均相一维的催化床层内氨浓度和反应温度分布的数学模型。利用正常生产运行的操作数据反算得到了各段催化床层的催化剂活性系数;逐一对单元工艺操作条件进行了优化,模拟计算出系统压力随氨合成塔工艺操作条件变化的情况,从中确定出一组工艺操作条件的优化值;通过实际生产运行,对优化前后氨合成塔工艺操作数据进行了对比,结果实明,生产操作工况良好。     

氨合成塔的优化设计

通过数学模拟计算,定量地分析和讨论了三套管氨合成塔在一定的设计压力、热点温度和氢氮比条件下,催化床进口氨含量、惰气含量、温度、空速和催化荆活性系数对氨合成反应的影响以及这些因素之间的内在关系,提出了在最优调节参数下实现氨合成塔优化操作和确定较适宜工艺设计参数的理论依据和方法。结果表明,催化床进口温度是实现氨合成塔优化操作的最优调节参数。     

中小型合成氨装置合成回路低压改造的模拟计算和可行性探讨

我国中小型合成氨装置的合成回路压力高达30 MPa以上,其吨氨能耗也比国际平均水平高50%以上,不符合当前合成氨工业发展趋势。笔者提出将我国现有操作压力为30 MPa的中小型合成氨装置合成回路压力降至10~15 MPa操作的设想,并对10 MPa和30 MPa两种压力下的操作状况进行了模拟计算和技术经济评价。结果表明,合成塔催化剂装填量由5.78 m3增加到19.9 m3,合成塔直径由Φ1 000 mm改为Φ1 600 mm,可以使在10 MPa条件下操作的进塔气体流量、出口氨浓度、氨净值和氨产量都达到30 MPa条件下操作的水平,合成回路吨氨能耗可降低3.46 G J,年运行费用可节省约710万元。采用10 MPa氨合成回路实现低压改造是可行的,并可获得显著的节能和经济效益。     

基于MATLAB四段冷激式氨合成塔模拟与操作优化

采用一维拟均相数学模型，模拟计算了国内具有代表性日产千吨Kellogg氨合成塔操作工况，在此基础上运用MATLAB语言对该塔操作工况进行优化。结果表明，通过对现有塔操作条件的优化，可以达到提高产量的目的，     

多段绝热段间冷激式氨合成塔的操作优化

通过计算机模拟工况分析及操作优化原结果,表明多段绝热床段间冷激式氨合成塔的工况优劣取决于合成塔的外部条件和内部条件是否优化。外部条件包括入塔气流量,组成（氨浓,氢氮比和惰性气体含量）和温度,内部条件是各段床层的入口温度。     

甲醇合成塔压差大的原因分析及对策措施

采用国产甲醇合成催化剂替代进口的MK-121型催化剂后,出现了甲醇合成塔压差大的问题。对引起甲醇合成塔高压差的原因进行分析,通过采取优化操作、改变催化剂装填方式、优化催化剂规格参数等措施后,达到了降低动力蒸汽消耗、提高生产负荷的目的。     

基于MATLAB的4段冷激式氨合成塔模拟与操作优化

采用一维拟均相数学模型，模拟计算了国内具有代表性的1kt／d Kellogg氨合成塔操作工况，在此基础上运用MATLAB语言对该塔的操作工况进行优化。结果表明，通过对现有塔操作条件的优化，可以达到提高产量的目的。     

Kellogg型氨合成塔装填球形氨催化剂的行为预测

球形氨合成催化剂比无定形氨催化剂具有很多优异性能,已在中、小型氨合成塔中使用,并带来明显的增产效果和经济效益。然而在大型氨厂广泛运行的 Kellogg 型氨合成塔中尚无装填先例。本文就国产不同粒度球形氨催化剂进行装塔模拟、装塔粒度的适宜搭配,并对种种操作行为及热稳定性进行预测。预测表明,Kellogg 型氨合成塔如同中小型氨合成塔一样,将因装填球形氨催化剂而取得良好经济效果,为大型氨厂提供了工艺改革和设计的战略性贮备.     

A301催化剂等压合成氨的可行性

原粒度A30 1催化剂在大型合成氨厂实际工况条件下的工业旁路试验结果表明 :在 7.0～ 7.5MPa等压合成氨工艺条件下 ,A30 1催化剂的氨净值为 10 %～ 12 % ,在 8.5MPa或 10MPa微加压合成氨工艺条件下 ,氨净值可达 12 %～ 15 % ,可以满足合成氨工业经济性对氨净值的要求 .因此采用A30 1催化剂实现等压或微加压合成氨是可行的 ,并可获得显著的经济效益     

A301型氨合成催化剂性能和应用研究

本文通过实验研究了A301型低温低压氨合成催化剂的性能。对比实验结果表明,A301型催化剂的主要技术指标显著超过了国内外最先进的同类催化剂。并根据实验结果分析了A301型催化剂的工业应用范围、使用条件及使用效果。     

如何实现氨合成塔的优化操作

采用数学模拟的方法 ,从理论上分析和讨论了连续换热三套管并流式氨合成塔在其催化剂有效使用期内 ,随着催化剂活性系数的逐渐衰减 ,分别调节催化床进口温度或进口氨含量、惰气含量和空速等四个设计参数 (单参数 ) ,观察其对出口温度和氨产量的影响 ,并与最佳出口温度和氨含量进行了比较。计算结果表明 :当进口氨含量或惰气含量为调节参数时 ,氨产量均不能达到设计的生产能力 ;而调节进口温度或空速时 ,氨产量均可超过设计的生产能力 ,其中 ,前者超过的幅度较大且能耗较小 ,可选择为实现氨合成塔优化操作的最佳调节参数     

氨合成催化剂运行情况总结

介绍了氨合成催化剂的运行情况,对最初使用的A110-1H型催化剂部分更换为A301、A-10H后的运行情况进行了比较。     

A301型低温低压氨合成催化剂工业应用实例及几个问题的探讨

介绍了Ｆｅ１－ｘＯ基Ａ３０１型低温低压氨合成催化剂工业应用实例,并讨论了工业应用中的几个问题,指出Ａ３０１型催化剂的工业应用具有的节能效果和效益,可达到高产量、高效益、长寿命的目的,因此是一种值得大力推广扩新型催化剂。文章认为在中、小型化肥厂的应用中,合成新鲜气中的痕量硫的慢性累积性中毒以及合成回路设备和管道的内漏是影响催化剂使用效果和使用寿命的主要原因。分析了Ａ３０１型催化剂在大型合成氨厂的有利     

新型氨合成催化剂的选用和还原

介绍了氨合成催化剂的创新和发展、A301型和ZA-5型Fe1-xO基氨合成催化剂的性能特点及新型低温低压高活性氨合成催化剂的选择原则。以A301型催化剂为例,详细讨论了新型氨合成催化剂的升温还原方法。     

浅析新型合成氨催化剂的还原

介绍了氨合成催化剂的创新和发展、A301型和ZA-5型Fe1-xO基氨合成催化剂的性能特点及新型低温低压高活性氨合成催化剂的选择原则。以A301型催化剂为例,详细讨论了新型氨合成催化剂的升温还原方法。     

A301氨合成催化剂最佳操作条件与催化活性的关系

用高压氨合成催化剂性能评价装置 ,研究了反应温度、压力、空速、惰性气体含量、氢氮比和催化剂粒度对 A30 1催化剂活性的影响。A30 1催化剂在 15 MPa下的最适反应温度在 430～ 480℃ ,在 7MPa下在 376～ 45 0℃ ,比 A110 - 2低 15～ 35℃。A30 1催化剂的最佳 H2 ,N2 摩尔比 nm在 45 0℃时为 2 .5 5～ 3.0 ,在 40 0℃时为 2 .2 3～ 2 .5 5 ,在 35 0℃时为 1.76～ 2 .2 2 ,并可用 nm=1 .5 0 +1 .49( c NH3/ c*NH3)来表示。惰性气体含量会使催化剂活性大幅度降低 ,每当惰性气体含量增加 1 % ,出口氨浓度 (氨净值 )平均降低 0 .2 %～ 0 .3 5 %。颗粒大小对活性或反应速率有严重的影响 ,其内表面利用率受反应温度和催化效率两个因素的影响 ,对于高活性的 A3 0 1催化剂 ,催化效率的因素起主要作用。根据实验结果和合成氨反应的基本理论 ,讨论并提出了A3 0 1催化剂在合成氨生产中的最佳操作工艺条件     

氨合成铁、钌催化剂联用工艺

在实验室和工业侧线装置上考察了FA-Ru型氨合成钌催化剂与铁系A202型催化剂的性能差异,以及铁催化剂和钌催化剂联用工艺与单铁催化剂工艺对氨合成效果的影响。结果表明,FA-Ru催化剂在低温（375～425℃）、低压（10～15 MPa）、低氢氮比（R=1.5～2.3）和合成气高氨浓度（10%～16 %,体积分数）条件下,活性比A202催化剂相对提高44%～75%。铁催化剂与钌催化剂混装工艺的氨合成率随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高24.5%～44.8%。铁催化剂串钌催化剂工艺的氨合成率同样随着钌催化剂装量的增加而增加,比单铁催化剂的氨合成率提高27.7%～58.8%。对于铁、钌催化剂联用的氨合成工艺,在实验条件下,当钌催化剂用量达铁催化剂用量1/2以上时,催化剂的最高活性点温度降至400℃。工业侧线实验表明,FA-Ru催化剂在13.0 MPa、10000～15000 h-1条件下的氨合成率可达到铁催化剂在相同空速、26 MPa 压力下的水平。根据不同工况,铁催化剂串钌催化剂生产工艺比单铁催化剂生产工艺氨合成率可相对提高43%～56%。     

A201型氨合成催化剂在Φ800ⅢJ99型合成塔中的应用

本文介绍了A201型氨合成催化剂的装填、还原以及使用情况。生产数据表明, 该催化剂性能优良, 增产降耗效果显著。