CN203448115U - 一种用于氨合成的催化剂钝化系统 - Google Patents

一种用于氨合成的催化剂钝化系统 Download PDF

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汤广斌
甘世杰
刘灏
王红
石宏霞
邵杰
郭建水
刘志明
孙玉东
李新丽
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Henan Zhonghong Clean Energy Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种用于氨合成的催化剂钝化系统，用以解决现有技术中采用传统钝化法，使钝化期较长从而影响催化剂的钝化效率的问题。该用于氨合成的催化剂钝化系统包括：空气输入单元，用于输入钝化工序所需的新鲜空气；空气冷却、分离单元，与空气输入单元相连接，用于采用液氨对输入的新鲜空气进行冷却，并对冷却后的新鲜空气中参杂的氨进行分离；空气干燥单元，与空气冷却、分离单元相连接，用于对冷却分离后的新鲜空气进行干燥处理；钝化单元，与空气干燥单元相连接，用于利用干燥处理后的新鲜空气对还原后的催化剂进行钝化处理。采用本实用新型的技术方案，有助于缩短催化剂的钝化时间，提高产能。

Description

一种用于氨合成的催化剂钝化系统
技术领域
本实用新型涉及化工生产领域，尤其涉及一种用于氨合成的催化剂钝化系统。
背景技术
在中国，生产氨合成预还原催化剂的厂家大约十多家，其中以鲁西化工、南京国昌规模较大，技术比较成熟，这些厂家大都使用的是传统工艺，即采用专门的设备，用符合该型催化剂的还原工艺条件，事先对催化剂进行还原，使Fe3O4反应成为具有成为活性的ā-Fe。经预还原后的催化剂比较活泼，暴露在空气中会氧化发热，引起自燃。为了运输和催化剂的装填安全，在还原后的催化剂上采用严格控制，对催化剂进行有控制的表面钝化，使其生成一层FeO保护膜。
目前，催化剂的还原技术都比较成熟，但对催化剂的钝化技术各有不同，一般采用传统钝化法，即将还原好的催化剂卸入钝化槽进行钝化，钝化期一般控制在4～7天，较长的达10天左右，影响了催化剂的还原—钝化的效率。
因此，在现有技术中，用于氨合成的催化剂钝化技术采用传统钝化法，使钝化期较长从而影响催化剂的钝化效率，对于该问题，目前尚未提出有效解决方案。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种用于氨合成的催化剂钝化系统，对还原好的催化剂加入空气进行钝化，以解决现有技术中采用传统钝化法，使钝化期较长从而影响催化剂的钝化效率的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于氨合成的催化剂钝化系统。
本实用新型的用于氨合成的催化剂钝化系统包括：空气输入单元，用于输入钝化工序所需的新鲜空气；空气冷却、分离单元，与空气输入单元相连接，用于采用液氨对输入的新鲜空气进行冷却，并对冷却后的新鲜空气中参杂的氨进行分离；空气干燥单元，与空气冷却、分离单元相连接，用于对冷却分离后的新鲜空气进行干燥处理；钝化单元，与空气干燥单元相连接，用于利用干燥处理后的新鲜空气对还原后的催化剂进行钝化处理。
进一步地，空气输入单元包括：补气阀，用于控制新鲜空气的输入；循环机，与补气阀相连通，用于对输入的新鲜空气加压控制。
进一步地，循环机为可控变频式循环机。
进一步地，空气冷却、分离单元包括：氨冷塔，其进气口与循环机相连接，用于采用液氨对输入的新鲜空气进行冷却；氨分塔，其进气口与氨冷塔的出气口相连通，用于对冷却后的新鲜空气中参杂的氨进行分离。
进一步地，空气干燥单元包括：两个并接的分子筛塔，每个分子筛塔的进气口均与氨分塔的出气口相连通，用于对冷却分离后的新鲜空气进行干燥处理。
进一步地，钝化单元包括：还原塔，内有已还原的催化剂，其进气口与每个分子筛塔的出气口相连通，还原塔的出气口与循环机相连接，用于利用干燥处理后的新鲜空气对还原后的催化剂进行钝化处理。
根据本实用新型的技术方案，无需另外添加钝化槽、循环机设备，在还原塔内直接进行钝化处理，且空气不经预热器交换热量，温度易控制，因此该系统大大缩短了催化剂钝化时间，提高了产能，节约了生产成本、创造了更大的效益。
附图说明
说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是根据本实用新型实施例的用于氨合成的催化剂钝化系统的结构示意框图；
图2是图1的一种实体连接图；以及
图3是图1的另一种实体连接图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
图1是根据本实用新型实施例的用于氨合成的催化剂钝化系统100的结构示意框图。
如图1所示，本实用新型的用于氨合成的催化剂钝化系统100包括：
空气输入单元110，用于输入钝化工序所需的新鲜空气。
空气冷却、分离单元130，与空气输入单元110相连接，用于采用液氨对输入的新鲜空气进行冷却，并对冷却后的新鲜空气中参杂的氨进行分离。
空气干燥单元150，与空气冷却、分离单元130相连接，用于对冷却分离后的新鲜空气进行干燥处理。
钝化单元170，与空气干燥单元相连接，用于利用干燥处理后的新鲜空气对还原后的催化剂进行钝化处理。
图2是图1的一种实体连接图。
如图2所示，在该实体连接图中，空气输入单元110主要包括：
补气阀111，用于控制新鲜空气的输入。
循环机112，与补气阀111相连通，用于对输入的新鲜空气加压控制。
优选地，循环机112为可控变频式循环机。
在本实施例中，循环机112对新鲜空气施加的压力为0.02MPa。
在图2所示的实体连接图中，空气冷却、分离单元130主要包括：
氨冷塔131，其进气口与循环机112相连接，用于采用液氨对输入的新鲜空气进行冷却。
在本实施例中，当需要启动钝化工序时，打开补气阀111，新鲜空气通过循环机112被加压进入氨冷塔131内，被液氨蒸发冷却至0℃以下。
氨分塔132，其进气口与氨冷塔131的出气口相连通，用于对冷却后的新鲜空气中参杂的氨进行分离。
在本实施例中，氨分塔132为多功能的水冷、冷交、氨分塔，自上而下依次包括水冷段1321、冷交段1322和氨分段1323。
在图2所示的实体连接图中，空气干燥单元150主要包括：
两个并接的分子筛塔，分别为：第一分子筛塔151和第二分子筛塔152，第一分子筛塔151的进气口和第二分子筛塔152的进气口均与氨分塔132的出气口相连通，用于对冷却分离后的新鲜空气进行干燥处理。
在图2所示的实体连接图中，钝化单元170主要包括：
还原塔171，内有已还原的催化剂，其进气口与第一分子筛塔151的出气口和第二分子筛塔152的出气口分别相连通，其出气口与循环机112相连接，用于利用干燥处理后的新鲜空气对还原后的催化剂进行钝化处理。
在本实施例中，空气在还原塔171内与已还原的催化剂接触起热，此时严格控制进入空气量，压力保证在0.018MPa～0.02MPa之间，塔内温度控制在60℃～70℃之间，出塔气体通过循环机112来回循环，钝化大约48小时，全开补气阀111，压力依然控制在0.018MPa～0.02MPa之间，塔内温度无明显变化，进气口、出气口氧含量约相同，则钝化结束。
在本实施例中，还原塔171既能进行催化剂的豫还原，还能进行催化剂的钝化处理，无需另外添加钝化槽、循环机设备，且空气不经预热器交换热量，温度易控制，一般厂家钝化时间约在4～7天。传统的钝化方式是在钝化槽内钝化，大约需要5～8天时间，加上还原时间5天，一塔催化剂还原钝化大约需要10～15天时间，因此本实用新型的用于氨合成的催化剂钝化系统100大大缩短了钝化的时间，提高了催化剂还原～钝化的效率，实践证明，本实用新型的用于氨合成的催化剂钝化系统100每月可多还原钝化1～2塔催化剂，一塔装填10吨，每吨加工费1万元，每月加工费即可创收10～20万元，因此，该系统既缩短了生产周期、提高了产能，又节约了生产成本、创造了更大的效益。
图3是图1的另一种实体连接图，同时图3中所示设备也是用于氨合成的催化剂的还原系统所用到的所有设备，为了节约生产成本，本实用新型的用于氨合成的催化剂钝化系统100利用其还原系统现有的设备完成钝化操作。
与图2相比，图3所示的实体连接图主要有以下不同：
增加了还原系统所用到的预热器180和电加热器190。
其中，预热器180的进气口与还原塔171的出气口相连通，预热器180的出气口与氨分塔132的另一顶部进气口相连通，氨分塔132的另一下部出气口与循环机112相连接。
在本实施例中，虽然还原塔171内的出塔气体通过预热器180和氨分塔132，但只是利用预热器180和氨分塔132的管道，出塔气体并不在预热器180和氨分塔132的内部进行任何工作。
电加热器190，其进气口与第一分子筛塔151的出气口和第二分子筛塔152的出气口分别相连通，电加热器190的出气口与还原塔171的进气口相连通。
在本实施例中，干燥处理后的新鲜空气虽然通过电加热器190进入到还原塔171内，但也只是利用电加热器190现有的管道，空气在电加热器190内也并不会进行任何工作。
综上所述，本实用新型的用于氨合成的催化剂钝化系统100，无需另外添加钝化槽、循环机设备，在还原塔171内直接进行钝化处理，且空气不经预热器180交换热量，温度易控制，因此大大缩短了钝化时间，提高了催化剂还原～钝化的效率，实践证明，本实用新型的用于氨合成的催化剂钝化系统100每月可多还原钝化1～2塔催化剂，一塔装填10吨，每吨加工费1万元，每月加工费即可创收10～20万元，因此，该系统既缩短了生产周期、提高了产能，又节约了生产成本、创造了更大的效益。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于氨合成的催化剂钝化系统，其特征在于，包括：
空气输入单元，用于输入钝化工序所需的新鲜空气；
空气冷却、分离单元，与所述空气输入单元相连接，用于采用液氨对输入的所述新鲜空气进行冷却，并对冷却后的所述新鲜空气中参杂的氨进行分离；
空气干燥单元，与所述空气冷却、分离单元相连接，用于对冷却分离后的所述新鲜空气进行干燥处理；
钝化单元，与所述空气干燥单元相连接，用于利用干燥处理后的所述新鲜空气对还原后的催化剂进行钝化处理。
2.根据权利要求1所述的用于氨合成的催化剂钝化系统，其特征在于，所述空气输入单元包括：
补气阀，用于控制所述新鲜空气的输入；
循环机，与所述补气阀相连通，用于对输入的所述新鲜空气加压控制。
3.根据权利要求2所述的用于氨合成的催化剂钝化系统，其特征在于，所述循环机为可控变频式循环机。
4.根据权利要求2所述的用于氨合成的催化剂钝化系统，其特征在于，所述空气冷却、分离单元包括：
氨冷塔，其进气口与所述循环机相连接，用于采用液氨对输入的所述新鲜空气进行冷却；
氨分塔，其进气口与所述氨冷塔的出气口相连通，用于对冷却后的所述新鲜空气中参杂的氨进行分离。
5.根据权利要求4所述的用于氨合成的催化剂钝化系统，其特征在于，所述空气干燥单元包括：
两个并接的分子筛塔，每个所述分子筛塔的进气口均与所述氨分塔的出气口相连通，用于对冷却分离后的所述新鲜空气进行干燥处理。
6.根据权利要求5所述的用于氨合成的催化剂钝化系统，其特征在于，所述钝化单元包括：
还原塔，内有已还原的催化剂，其进气口与每个所述分子筛塔的出气口相连通，所述还原塔的出气口与所述循环机相连接，用于利用干燥处理后的所述新鲜空气对还原后的催化剂进行钝化处理。
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Inventor before: Wang Hong

Inventor before: Shi Hongxia

Inventor before: Shao Jie

Inventor before: Guo Jianshui

Inventor before: Liu Zhiming

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