耐硫低变催化剂失活原因分析及优化调整措施
赵 阳
(安阳化学工业集团有限责任公司，河南 安阳 455133)
安阳化学工业集团有限责任公司(简称安化公司)第二套合成氨装置(配套尿素装置)采用煤制气生产合成氨，气化系统所产半水煤气成分比较复杂，其中的H2S、COS等会对运转设备、压力容器、阀门、管道等造成腐蚀，其中的CO、CO2以及硫化物会造成氨合成催化剂深度中毒失活，影响氨合成系统的负荷，而合成氨装置净化系统的作用就是把氨合成反应不需要的有害组分予以脱除。安化公司第二套合成氨装置变换系统采用中串低工艺[中温变换炉(简称中变炉)出口气CO含量<4%、低温变换炉(简称低变炉)出口气CO含量<0.5%]，变换气脱硫后再经热钾碱液脱碳、氧化锌精脱硫、甲烷化后送氨合成系统；
2010年安化公司对第二套合成氨装置进行技改，采用变压吸附两段脱碳工艺替代热钾碱液脱碳工艺、低压醇烃化工艺替代甲烷化工艺，由于低压醇烃化系统需要一定量的CO副产甲醇，因此变换系统工艺指标相应作了调整””控制中变炉出口气CO含量<8%、低变炉出口气CO含量<1%。变换系统工艺指标调整后，低变炉的负荷明显加重，低变催化剂的使用寿命受到一定的影响，近几年出现了低变催化剂快速失活的情况。针对这一异常情况，在原因分析的基础上，安化公司采取了一系列有针对性的优化调整措施，避免了低变催化剂的快速失活，延长了低变催化剂的使用寿命。以下对有关情况作一介绍。
中变炉出口气经换热器降温后从低变炉顶部进入，低变炉入口变换气温度为180～210 ℃，在低变炉上段(一段)经除氧抗毒剂层后在低变催化剂的作用下继续进行CO变换反应，控制反应后的变换气温度<250 ℃，低变炉一段变换气通过段间冷却器与低变炉入口来的冷激气混合降温后去往低变炉下段(二段)继续进行变换反应，出低变炉的变换气进入热水塔，在热水塔内经循环热水降温后送往后工序。
安化公司第二套合成氨装置低变炉属三类容器，规格为φ3 200 mm×15 066 mm×32 mm，容积95 m3，材质为16MnR；
低变炉内装填耐硫低变催化剂，其有效成分主要是氧化钴和氧化钼，氧化态催化剂使用前需先进行硫化，硫化后的催化剂才具有活性；
耐硫低变催化剂层分为上、下两段，一段催化剂装填高度为2.9 m、二段催化剂装填高度为2.9 m，催化剂装填总量为50 m3；
低变炉设计压力2.3 MPa、操作压力2.18 MPa，设计温度250 ℃、操作温度<250 ℃。
实际生产中，半水煤气成分复杂，半水煤气中的O2或...
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