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　  A 301 型催化劑是一種優(yōu)良的寬溫區(qū)低溫低 壓氨合成催化劑, 自1991 年8 月投入工業(yè)應(yīng)用以 來(lái), 已累計(jì)有萬(wàn)余噸產(chǎn)品在全國(guó)300 余家大、中、 小氮肥廠投用, 受到用戶的普遍好評(píng), 取得了滿 意的使用效果。產(chǎn)品榮獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng), 被中 國(guó)專利局和世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織共同授予中國(guó)發(fā)明 專利金獎(jiǎng)。產(chǎn)品經(jīng)瑞士卡薩利公司性能檢測(cè), 其 綜合性能至少比國(guó)際商業(yè)催化劑性能提高10% , 綜合噸氨節(jié)能188347. 5 kJ。2001 年出口俄羅斯, 應(yīng)用于450 kt / a 大型合成氨裝置上。1995 年, 首 次應(yīng)用于陜西興化股份公司􀀁1000 mm 軸徑向合 成塔上, 取得了滿意的使用效果, 平均日產(chǎn)合成 氨311. 3 t , 最高日產(chǎn)達(dá)323 t。其后, A301 型催 化劑在軸徑向合成塔上得到了廣泛應(yīng)用, 并都取 得了滿意的效果, 􀀁1200 mm 矮塔最高日產(chǎn)370 t , 􀀁1200 mm 標(biāo)塔最高日產(chǎn)450 t�，F(xiàn)把A301 型催 化劑在軸徑向合成塔上的應(yīng)用總結(jié)如下, 以便用 戶更好地使用。

1　軸徑向氨合成塔配A 301 型催化劑的技術(shù)特點(diǎn)

1. 1　能充分發(fā)揮A301 型催化劑的低溫活性 可在較低的零米溫度下操作。初期操作零米 溫度可控制在350～360 ℃之間, 一層熱點(diǎn)控制在 460±5 ℃, 可獲得100～110 ℃溫升。徑向?qū)映跗?熱點(diǎn)可控制在440±5 ℃操作, 以充分發(fā)揮A301 型催化劑的低溫活性, 獲得較高的氨凈值, 使合 成塔的溫度分布接近最適溫度線。同時(shí)可延長(zhǎng)催 化劑的使用壽命。

1. 2　能充分發(fā)揮A301 型催化劑的低壓活性 隨著合成塔設(shè)計(jì)大型化, 操作壓力正由高壓 向中、低壓方向發(fā)展, 一般都在22. 0～25. 0 MPa, 催化劑低壓活性的好壞直接關(guān)系到節(jié)能的效果。 因氨合成反應(yīng)的最適溫度曲線隨著操作壓力的降 低而下降, 故要在較低壓力下獲得較高的氨凈值, 必須在低溫下操作, 催化劑必須具有低溫低壓高 活性。如果用傳統(tǒng)催化劑勢(shì)必影響出口氨濃度, 在 同樣壓力、同等負(fù)荷條件下就要增加循環(huán)量, 增 加冰機(jī)負(fù)荷, 即使提高操作溫度, 節(jié)能效果也不 明顯, 且操作溫度的提高會(huì)影響催化劑的使用壽 命, 提高操作壓力又達(dá)不到節(jié)能效果。因A301 型 催化劑低壓活性好, 在較低壓力下能獲得較高的 氨凈值, 節(jié)能效果十分顯著。

 1. 3　比表面積大, 阻力小 A301 型催化劑經(jīng)過(guò)特殊強(qiáng)化磨角, 堆密度 增加, 可充分利用有限的高壓空間。因氨合成反 應(yīng)是氣固相反應(yīng), A301 型催化劑比表面積為 13. 4 m2/ g , 故增加了反應(yīng)表面積。軸向?qū)舆x用 3. 3～4. 7 mm、4. 7～6. 7 mm 規(guī)格的催化劑, 外 觀圓滑, 近似球形, 故可以降低合成塔運(yùn)行阻力, 同時(shí)改善氣流分布。徑向?qū)硬捎?. 2～3. 3 mm 規(guī) 格的小顆粒催化劑, 片狀顆粒少, 可充分利用小 顆粒催化劑活性比大顆粒好的特點(diǎn), 以獲得較高 的氨凈值。􀀁1200 mm 塔日產(chǎn)合成氨350 t , 合成 塔阻力< 0. 4 MPa。

1. 4　還原時(shí)間短, 費(fèi)用低 因A301 型催化劑具有特易還原、還原溫度 低、出水快、理論出水量少、還原期間產(chǎn)氨早等 特點(diǎn), 可大大縮短還原時(shí)間, 還可邊還原邊產(chǎn)氨, 大大節(jié)省了開(kāi)車(chē)費(fèi)用。

2　A301 型催化劑在軸徑向合成塔上的工業(yè)應(yīng)用

2. 1　使用熱點(diǎn)溫度低, 空速大, 生產(chǎn)強(qiáng)度大 安徽臨泉化工公司􀀁1200 mm 矮塔, 三軸一 徑內(nèi)件, 催化劑容積9 m3 , 1998 年11 月投運(yùn)至今, 初期零米溫度360±5 ℃, 熱點(diǎn)溫度460±5 ℃, 5 年里平均日產(chǎn)合成氨350 t , 最高日產(chǎn)合成 氨367 t , 年產(chǎn)合成氨120 kt�，F(xiàn)熱點(diǎn)溫度仍控制 在485±5 ℃操作, 累計(jì)生產(chǎn)合成氨50 余萬(wàn)噸。 􀀁1200 mm 新系統(tǒng)2002 年10 月投運(yùn), 現(xiàn)日產(chǎn)合成 氨360 t , 進(jìn)塔壓力25. 6 MPa, 零米溫度360±5 ℃, 熱點(diǎn)溫度460±5 ℃, 按目前運(yùn)行狀況估計(jì), 日產(chǎn)合成氨450 t , 系統(tǒng)壓力不會(huì)超過(guò)30 MPa。 A301 型催化劑在該公司軸徑向塔上的使用效果 與陜西興化股份公司􀀁1500 mm 軸徑向塔配鄭大 HA310 催化劑使用效果相當(dāng), 具體情況見(jiàn)表1。 江西宜興化肥廠􀀁1200 mm 一軸二徑合成塔 亦采用A301 型催化劑, 2002 年5 月投運(yùn), 投運(yùn) 后因負(fù)荷較輕, 日產(chǎn)合成氨在280～300 t , 操作一 層熱點(diǎn)為465～470 ℃, 二徑向?qū)訜狳c(diǎn)控制在440 ～450 ℃, 徑向?qū)映�出口二點(diǎn)外, 其余各點(diǎn)都控制 在400～410 ℃。 陜西興化股份公司􀀁1000 mm 合成塔, 二軸 一徑內(nèi)件, 1995 年10 月開(kāi)始使用A301 型催化 劑, 1996 年4 月經(jīng)中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)大中氮分會(huì) 組織的現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)72 h 測(cè)定, 平均日產(chǎn)合成氨 311. 3 t , 最高日產(chǎn)合成氨323. 23 t。與前一爐使 用的鐵鈷催化劑相比, 氨產(chǎn)量增加了14. 77% ( 見(jiàn) 表2) 。

2. 2　起始活性溫度低, 停車(chē)時(shí)間短 床層溫度在260 ℃以上, 可以不用電爐把溫 度提至正常操作溫度。如陜西興化股份公司2000 年9 月在床層溫度< 300 ℃而電爐又無(wú)法開(kāi)啟的 情況下, 通過(guò)精心操作把床層溫度提至正常操作 溫度。

2. 3　耐熱性好, 催化劑使用壽命長(zhǎng) A301 型催化劑不僅在低溫下具有高活性, 而且具有良好的耐熱性, 催化劑使用壽命長(zhǎng), 在 工業(yè)應(yīng)用中表現(xiàn)為可在較高的溫度下( 480 ℃以 上) 長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。如陜西興化股份公司第一爐 􀀁1000 mm 塔, 1995 年10 月投運(yùn), 因氨冷溫度高, 進(jìn)塔氨濃度在4. 0% 左右, 故一開(kāi)始熱點(diǎn)就控制 在485±5 ℃, 連續(xù)運(yùn)行3 年半, 正常生產(chǎn)負(fù)荷≥ 240 t / d。 A301 型催化劑在軸徑向塔上應(yīng)用時(shí)間一般 為3 年以上, 如山東郯化集團(tuán)化肥廠􀀁1000 mm 二軸一徑塔, 1997 年1 月使用至2003 年3 月, 累 計(jì)生產(chǎn)合成氨近500 kt , 催化劑單耗< 45 g ; 安徽 臨泉化工公司􀀁1200 mm 矮塔, 1998 年11 月應(yīng)用 至今, 日產(chǎn)合成氨350 t , 累計(jì)生成合成氨50 余萬(wàn) 噸, 催化劑單耗< 60 g。