CN107188197A - 氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法

技术领域

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。

背景技术

氨合成系统装置恢复生产，如系统大修、系统短停、系统跳车等情况下，只要触媒床层温度达不到反应点温度，都首先要进行触媒升温工作。触媒升温，各种工艺流程氨合成系统，从理论学习资料、学校课本上、论文上均是论述采用氢氮气或氨合成系统循环气（氢氮气）进行升温理论的，没有采用氮气升温方法的论述和应用方面指导资料。

氨合成系统开车，触媒升温一般采用下述两种方法进行。

第一种，触媒采用新鲜氢氮气体进行升温方法，是公认的传统方法。采用此方法一般是系统大修或长期停车，系统压力卸掉，或系统处理问题，系统压力卸掉的时候。然后，气化等前工序开车运行产出煤气，净化工序处理气体合格后，氨合成系统进行补入新鲜气体（氢氮气体）。如果系统采用的是活塞式压缩机，则直接开压缩机建立系统气体循环，然后启动电加热器或开工加热器进行触媒升温。此方法，在触媒升温期间（如从触媒常温升起，按45±5℃/小时速率进行，正常需要约10小时），前工序大部分时间有效气体将被迫进行放空，造成巨大浪费。

如果氨合成系统采用的压缩机是气体压缩与合成循环气补压联合一体式离心压缩机，压缩机启机则需要有新鲜气介质条件下，才进行启机运行。触媒升温也是有新鲜气通过压缩机进入氨合成系统后，才进行升温。正常情况下，气化产出煤气到液氮洗送出合格氢氮气到氨合成，需要12小时。而压缩机启动到正常运行需要2小时。氨合成触媒按45±5℃/小时速率从常温开始升温到结束转入正生产，需要10小时。所以，整个系统恢复生产，约有近20多小时时间有效气体被迫进行放空，消耗巨大，经济浪费严重，而且碳化合物排入大气，造成环保污染。

第二种，触媒采用氨合成系统循环气体进行升温法。此种方法，必须是系统内保存必要压力≥6.0MPa的循环气，如果采用活塞式压缩机，直接启动建立气体循环即可投用开工加热器或电加热器进行触媒升温。但对于采用离心式联合压缩机系统工艺，还没有直接采用系统循环气启动运行压缩机和进行触媒升温的先例。那也是要等新鲜气合格后，才开始进行启动压缩机，建立系统循环，然后进行触媒升温。同样存在着长时间等待新鲜气，然后长时间有效气体被迫放空，消耗高，经济浪费严重，环保污染的问题。整个开车时间也需要20多个小时。

发明内容

本发明提供了一种氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有氨合成触媒升温开车方法存在开车时间较长的问题；本发明首次公开了采用氮气对氨合成触媒进行升温开车。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：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。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述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，

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。

上述氨合成装置还包括回流冷却器，第四气路支管线与压缩机循环段出口之间的第四气路管线与回流冷却器内的冷却通道进口通过管线连通，第三气路支管线与压缩机循环段入口之间的第三气路管线与回流冷却器内的冷却通道出口通过第六气路管线连通，在第六气路管线上串接有防喘振阀，其特征在于第六步中，关小新鲜气放空阀的同时，关闭防喘振阀。

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。

附图说明

附图1为本发明实施例2的工艺流程图。

附图中的编码分别为：1为合成塔，2为加热炉，3为废热锅炉，4为锅炉给水预热器，5为热气气换热器，6为水冷器，7为冷气气换热器，8为第一氨冷器，9为第二氨冷器，10为高压氨分离器，11为压缩机，12为第一气路管线，13为高压氮气管线，14为氮气开关阀，15为第一开关阀，16为第二气路管线，17为第三气路管线，18为第四气路管线，19为加热入口开关阀，20为第五气路管线，21为第一支路开关阀，22为第一气路支管线，23为第三开关阀，24为塔后氮气放空管线，25为氮气放空阀，26为循环段入口阀，27为第三气路支管线，28为循环段入口旁路阀，29为第四开关阀，30为循环段出口旁路阀，31为第四气路支管线，32为新鲜气管线，33为新鲜气放空管线，34为新鲜气放空阀，35为新鲜气主阀，36为新鲜气支管线，37为新鲜气旁路阀，38为第二开关阀，39为第五开关阀，40为回流冷却器，41为第六气路管线，42为防喘振阀。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：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：向氨合成装置中充入氮气对触媒进行升温。

在气化产出煤气到液氮洗送出合格氢氮新鲜气到氨合成装置进行生产之前的这段时间（12小时）内，采用本实施例所述的开车方法对氨合成触媒同时进行升温，当氨合成触媒的温度升至生产合成氨的反应点温度时，氢氮新鲜气已经准备好，此时，就可以向氨合成装置中并入新鲜气，通过在同一时间内同时进行两项操作（氢氮新鲜气的产出和氮气升温），从而缩短了开车时间。

采用氮气对氨合成触媒进行升温，其相对于现有开车技术而言，具有下述优点：

1.能够大大缩短开车时间，能够更快的恢复氨合成生产，即采用本实施例所述的升温开车方法的时间为10小时至12小时，而采用现有触媒升温开车方法的时间为20多个小时，则采用本实施例所述的升温开车方法能够节约10个多小时，按节约10小时计算，10小时产氨350吨，按2000元/吨计算，一次开车节约费用在70万元以上，从而给企业带来更多的经济效益。

利用氮气介质条件将压缩机11提前启动并正常运行起来，充分利用闲置时间。

压缩机11转速过临界前，就实现系统氮气循环，提前建立系统最小循环，并开始实现升温，减少开车时间。

氮气在氨合成装置系统内循环，对系统换热设备没有任何负面影响。

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。

系统补入氮气期间，不用放空，实现升温期间氮气有效充分利用。

利用氮气升温，在温度升到反应点温度时，不用投用氨冷器，升温过程操作简单，易控制，温度上升平稳，避免了出现“飞温”现象。

本实施例所述方法中的氮气可以是前序工艺生产多余的放空气体，实现多余气体利用。

本发明中采用的压缩机11可以是活塞式压缩机，也可是离心式压缩机。氨合成装置为现有公知技术用于氨合成的工艺装置。

实施例2：如附图1所示，作为实施例1的优化，氨合成装置包括合成塔1、加热炉2、废热锅炉3、锅炉给水预热器4、热气气换热器5、水冷器6、冷气气换热器7、第一氨冷器8、第二氨冷器9、高压氨分离器10、压缩机11，在加热炉2的进气口连通有第一气路管线12，在第一气路管线12上连通有高压氮气管线13，在高压氮气管线13上串接有氮气开关阀14，在第一气路管线12上串接有第一开关阀15，合成塔1的上部进气口与加热炉2出气口之间连通有第二气路管线16，合成塔1底部与废热锅炉3的进气口连通，废热锅炉3的出气口与锅炉给水预热器4的气体通道进口相连通，锅炉给水预热器4的气体通道出口与热气气换热器5的热气体通道进口相连通，热气气换热器5的热气体通道出口与水冷器6的气体通道进口相连通，水冷器6的气体通道出口与冷气气换热器7的热气体通道进口相连通，冷气气换热器7的热气体通道出口与第一氨冷器8的进气口相连通，第一氨冷器8的出气口与第二氨冷器9的进气口相连通，第二氨冷器9的出气口与高压氨分离器10的进气口相连通，高压氨分离器10的出气口与冷气气换热器7的冷气体通道进口相连通，冷气气换热器7的冷气体通道出口与压缩机11的循环段入口通过第三气路管线17连通，压缩机11的循环段出口与第一气路管线12通过第四气路管线18连通，热气气换热器5的冷气体通道和加热炉2进气口与第一开关阀15之间的第一气路管线12相连通，在热气气换热器5的冷气体通道出口与加热炉2进气口之间的第一气路管线12上串接有加热入口开关阀19，在热气气换热器5的冷气体通道出口与加热入口开关阀19之间的第一气路管线12与合成塔1底部之间连通有第五气路管线20，在第一开关阀15两侧的第一气路管线12上连通有与第一开关阀15并联的第一气路支管线22，在第一气路支管线22上串接第一支路开关阀21，在第三气路管线17上串接有第三开关阀23，在冷气气换热器7的冷气体通道出口与第三开关阀23之间的第三气路管线17上连通有塔后氮气放空管线24，在塔后氮气放空管线24上串接有氮气放空阀25，在压缩机11循环段入口与第三开关阀23之间的第三气路管线17上串接有循环段入口阀26，在循环段入口阀26两侧的第三气路管线17连通有与循环段入口阀26并联的第三气路支管线27，在第三气路支管线27上串接有循环段入口旁路阀28，在第四气路管线18上串接有第四开关阀29，在第四开关阀29两侧的第四气路管线18上连通有与第四开关阀29并联的第四气路支管线31，在第四气路支管线31上串接有循环段出口旁路阀30，在压缩机11新鲜气入口连通有新鲜气管线32，在新鲜气管线32上连通有新鲜气放空管线33，在新鲜气放空管线33上串接有新鲜气放空阀34，在新鲜气放空管线33与压缩机11新鲜气入口之间的新鲜气管线32串接有新鲜气主阀35，在新鲜气主阀35两侧的新鲜气管线32上连通有与新鲜气主阀35并联的新鲜气支管线36，在新鲜气支管线36上串接有新鲜气旁路阀37，在第二气路管线16、第五气路管线20上分别串接有第二开关阀38和第五开关阀39，

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11，压缩机11在1000r∕min冲转暖机过程中，打开第一气路管线12上的第一开关阀15、第三气路管线17上的第三开关阀23、加热入口开关阀19、第二开关阀38和氮气开关阀14，氨合成装置的其余阀门关闭，通过高压氮气管线13充入高压氮气，高压氮气依序穿过第一气路管线12、加热炉2、第二气路管线16、合成塔1、废热锅炉3、锅炉给水预热器4的气体通道、热气气换热器5的热气体通道、水冷器6的气体通道、冷气气换热器7的热气体通道、第一氨冷器8、第二氨冷器9、高压氨分离器10、冷气气换热器7的冷气体通道，直至到达第三开关阀23之前的第三气路管线17，即让氮气充入第一开关阀15与第三开关阀23之间的气路管线和气体通道中，当第一开关阀15与第三开关阀23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13进入第一气路管线12的高压氮气分为两路，一部分穿过热气气换热器5的冷气体通道，另一部分进入加热炉2中，并且第一开关阀15与第三开关阀23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2和压缩机11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3，向废热锅炉3中通入2.5MPa的蒸汽对经过废热锅炉3的氮气进行加热升温；

第三步，当压缩机11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28，使第三气路管线17中的氮气通过第三气路支管线27进入压缩机11循环段进行均压，当压缩机11的循环段出口压力与第一开关阀15与第三开关阀23之间的气路管线压力持平时，将压缩机11的一级干气密封气切为压缩机11循环段的出口气体，然后全开循环段入口阀26并关闭循环段入口旁路阀28，使第三气路管线17中的氮气通过第三气路管线17进入压缩机11循环段，打开循环段出口旁路阀30，使氮气在第四气路管线18、第一气路管线12、第二气路管线16、锅炉给水预热器4的气体通道、热气气换热器5的热气体通道、水冷器6的气体通道、冷气气换热器7的热气体通道、第一氨冷器8、第二氨冷器9、高压氨分离器10、冷气气换热器7的冷气体通道、第三气路管线17和压缩机11之间建立循环，当加热炉2出气口的氮气温度高于合成塔1的触媒床层入口温度时，将进入合成塔1的氮气流量控制为15000m³∕h至18000m³∕h，合成塔1的触媒的升温速率为45±5℃∕小时；

第四步，当压缩机11的转速达到8600r∕min至8606r∕min时，观察压缩机11低压缸和高压缸的出口温度，将压缩机11低压缸的出口温度控制为30℃至83℃，压缩机11高压缸的出口温度控制为40℃至71℃，当压缩机11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13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24上的氮气放空阀25进行泄压，压缩机11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13上的氮气开关阀14，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1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33上的新鲜气放空阀34，关闭新鲜气主阀35和新鲜气旁路阀37，新鲜气进入新鲜气管线32，通过新鲜气放空阀34置换气体，当新鲜气放空管线33内的新鲜气达到进气要求后，打开新鲜气旁路阀37，新鲜气逐渐向压缩机11内均压，同时打开并不全开第五气路管线20上的第五开关阀39，并且打开并不全开氮气放空阀25置换合成氨装置内的氮气，此时，合成塔1触媒床层将因有新鲜气进入而温度上升，运行第一氨冷器8和第二氨冷器9对气路中的气体进行冷却，当压缩机11的低压缸入口压力与新鲜气管线32入口处的新鲜气压力持平后，打开新鲜气主阀35；

第六步，新鲜气并入氨合成装置后，逐渐开大第五开关阀39，压缩机11逐渐提高转速并逐渐关小新鲜气放空阀34，随着第五开关阀39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2停运，关闭加热入口开关阀19和第二开关阀38，触媒升温结束，完成触媒升温开车。

采用氮气对氨合成触媒进行升温，其相对于现有开车技术而言，具有下述优点：

1.能够大大缩短开车时间，能够更快的恢复氨合成生产，即采用本实施例所述的升温开车方法的时间为10小时，而采用现有触媒升温开车方法的时间为20多个小时，则采用本实施例所述的升温开车方法能够节约10个多小时，按节约10小时计算，10小时产氨350吨，按2000元/吨计算，一次开车节约费用在70万元以上，从而给企业带来更多的经济效益。

利用氮气介质条件将压缩机11提前启动并正常运行起来，充分利用闲置时间。

压缩机11转速过临界前，就实现系统氮气循环，提前建立系统最小循环，并开始实现升温，减少开车时间。

氮气在氨合成装置系统内循环，对系统换热设备没有任何负面影响。

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。

系统补入氮气，不用放空，实现升温期间氮气有效充分利用。

利用氮气升温，在温度升到反应点温度时，不用投用氨冷器，升温过程操作简单，易控制，温度上升平稳，避免了出现“飞温”现象。

本实施例所述方法中的氮气可以是前序工艺生产多余的放空气体，实现多余气体利用。

本实施例所述的方法在原有合成氨装置工艺流程中引入高压氮气管线13，其他设备和管线均未改变。

实施例3：如附图1所示，氨合成装置还包括回流冷却器40，第四气路支管线31与压缩机11循环段出口之间的第四气路管线18与回流冷却器40内的冷却通道进口通过管线连通，第三气路支管线27与压缩机11循环段入口之间的第三气路管线17与回流冷却器40内的冷却通道出口通过第六气路管线41连通，在第六气路管线41上串接有防喘振阀42，作为实施例2的优化，第六步中，关小新鲜气放空阀34的同时，关闭防喘振阀42。

年6月17日将本发明所述的氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法进行工业试验，压缩机11（离心式压缩机）在氮气介质条件下运行参数如表1所示。

通过表1的数据可以清晰看出，离心式压缩机11在氮气介质工况下，严格按照预先设定好的压力运行，压缩机11各项指标是稳定的，安全的，完全能够达到氮气循环升温的条件需要。

现有技术升温开车法（新鲜气升温开车法）工业试验的开车时间表（从常温开始，不包括新鲜气的生产）如表2所示，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工业试验的开车时间表（从常温开始）如表3所示。

通过表2和表3可以看出，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的开车时间比新鲜气升温开车法的开车时间要短。

综上所述，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。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (3)

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。

2.根据权利要求1所述的氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法，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。

3.根据权利要求2所述的氨合成触媒采用氮气提前升温开车的方法，氨合成装置还包括回流冷却器，第四气路支管线与压缩机循环段出口之间的第四气路管线与回流冷却器内的冷却通道进口通过管线连通，第三气路支管线与压缩机循环段入口之间的第三气路管线与回流冷却器内的冷却通道出口通过第六气路管线连通，在第六气路管线上串接有防喘振阀，其特征在于第六步中，关小新鲜气放空阀的同时，关闭防喘振阀。