（四川金象化工股份有限公司 蔣英波）

四川金象化工股份有限公司地處成都平原西南部邊緣，緊鄰成昆鐵路，是一家生產能力為尿素 13 萬噸 / 年，硝銨 6 萬噸 / 年，合成氨 10 萬噸 / 年，及碳銨、甲醛、 CO2等多品種的中型化工企業。

公司目前擁有年產 4 萬噸和 6 萬噸合成氨裝置各一套，均采用成達化學工程公司設計的連續蒸汽轉換——中低變——苯爾脫碳——甲烷化—— 16Mpa 低壓法合成工藝。其中φ 1200 和φ 1400 合成采用軸徑向冷激式合成塔，并采用兩級氨冷，兩級分離的工藝技術。

兩合成塔現均使用臨朐大祥精細化工有限公司生產的 DNCA 型氨合成催化劑。

φ 1400 合成塔裝入催化劑 34.5 噸，其中上段軸向段裝預還原催化劑 7.4 噸。中段徑向段裝入 DNCA 型催化劑 11.2 噸，下段徑向段裝入 DNCA 型催化劑 15.9 噸。

φ 1400 合成工序工藝流程：

由壓縮機六段送來的新鮮氫氮混合氣，在 2# 氨冷器入口處補入系統，與 1# 液氨分離器出來的合成氣混合后，進入 2# 氨冷器，被管外蒸發的液氨冷卻到約 -6 ℃，合成氣中的氣氨冷凝為液氨，進入 2#液氨分離器，以分離液氨。在這里， 新鮮氫氮混合氣（補充氣）帶入系統的微量水份及 CO 、 CO2、油污，被液氨洗滌隨之排去，出 2#液氨分離器的氣體（循環氣）氨含量為4.074%，經2#、1#冷交換器回收冷量后，溫度25℃，壓力14.3 Mpa ，進入循環機升壓至 15.0Mpa 。循環機為活塞式無油潤滑循環機，出循環機的氣體，首先進入油過濾器，以除去可能混入壓縮氣體的機械潤滑油，然后進入φ 1400 合成塔外筒間隙，保護合成塔外殼，并從合成塔頂部出塔，再進塔外預熱器中被合成反應后的熱氣體加熱，被預熱后的氣體經主線和付線進入合成塔，約 70% 的氣體經合成塔上、下段的層間換熱器，被反應后熱氣體加熱至約 370 ℃，分別由上升管和中心管上升，在合成塔頂部的軸向觸媒層入口處混合，然后進軸向觸媒層，在催化劑作用下，劇烈反應，合成氨，放出大量的反應熱，使氣體中各組分很快趨于平衡。合成反應放出的反應熱，由反應氣體帶出，氣體出軸向層，經冷激氣（約 30%）降溫后再進入上段徑向觸媒層反應，氣體出上段徑向觸媒層，進入層間換熱器與管內的冷入塔氣換熱，反應氣體冷卻后，進入下段徑向觸媒層，出下段徑向層的反應氣體中，氨濃度達16%左右，反應氣體經下段層間換熱器，被冷卻至360℃時出合成塔，出塔熱氣進入合成廢熱鍋爐，產生1.4 Mpa 的中壓蒸汽，同時合成氣被冷卻到 230 ℃，然后進入進塔預熱器加熱入塔冷氣，合成氣于 55℃進入水冷器，在水冷器內，用28℃水將合成氣冷卻至33℃，合成氣的露點約為40℃，冷至33℃的合成氣，進入1＃ 冷交換器，與由2＃冷交換器來的冷循環氣換熱，回收冷量。合成氣被冷到26℃后進入1＃氨冷器，通過管外液氨蒸發，將合成氣冷到11℃。在2#冷交換器管間，合成氣被管內低溫循環氣冷卻到7℃，在這些冷卻過程中，合成氣的氣氨，大量冷卻為液氨，含有大量液氨的合成氣，進入1＃液氨分離器，將冷凝的液氨分離。氨分離器頂部出來的氣體，與補充氣混合后，進入2＃氨冷器循環使用。

為防止惰性氣體（ CH4+Ar）在系統中積累，補充新鮮氣之前，在系統惰性氣體含量的最高點——1＃液氨分離器出口，抽取少量合成氣排出系統，以保持系統惰性氣體平衡。此氣體與來自氨貯槽的閃蒸汽一起，送到老系統氨回收工序。

由 1＃、2＃液氨分離器出來的液氨減壓后，進入液氨換熱器，與冰機系統來的熱液氨換熱，回收產品液氨的冷量，被加熱的產品液氨溫度33℃，在液氨貯槽中，閃蒸出溶解在液氨中H2、 N2、 CH4、Ar氣體后，送尿素裝置。

主要設備一覽表

催化劑升溫還原情況

于 2001 年 4 月 3 日引入二系統氫氮氣升溫還原。 4 月 6 日軸向

床層溫度 340 ℃催化劑 就開始出水， 4 月 8 日，中段徑向段在 390—400 ℃ 出現自然恒溫現象，底層溫度提至 450 ℃ 以上達 3h ，出口水汽濃度

連續 3h 小于 10ppm, 還原結束。還原主期水汽濃度多數小于 2000ppm, 短時間內曾達 3200ppm, 因升溫還原過程中曾出現一次停電和電爐多次跳閘，延誤升溫還原時間 60—70h, 共用時 240h ，比計劃多用 50h, 整個還原過程分層還原控制較好，水汽濃度易控制。催化劑升溫還原比較順利。

目前催化劑床層熱點控制在 480 ℃ ，徑向床層溫差在 5 ℃ 以內，合成塔滿負荷的出口氨含量 16.8% ，氨凈值 12-13% ，單塔能力達 7.8T/h 合成氨，超過設計能力 4% 。

φ 1200 合成塔在 2001 年 11 月換催化劑時裝入 DNCA 型氨合成催化劑共 23.0T 。其中上段裝入 DNCA 型催化劑 4.3T ，中段裝入 DNCA 型催化劑 7.8T ，下段裝入 DNCA 型催化劑 10.9T 。升溫還原時間共計 140h 。比計劃提前 15h 。目前滿負荷單塔能力 5.7T/h ，超過設計能力 9.4% ，較更換觸媒前增產 11.5% 。

生產運行情況：

自 2001 年 11 月還原結束后轉入正常運行，整個開車過程一次成功。全廠生產開啟 2 臺 6M12 壓縮機，平均日產合成氨 125 噸，ф 1400 系統開啟 2 臺 6M16 壓縮機，系統壓力 14.7Mpa ，惰性氣體含量 10.0%, 氨凈值 12-13% 左右。系統阻力在 0.3Mpa 左右，熱點：軸向層 480 ℃；上徑向層 485 ℃；下徑向層 474 ℃。我公司兩套系統合成塔內氣體流程一致，溫度控制基本相同。

通過兩套系統近三年運行情況綜合評價；采用 DNCA 型氨合成催化劑后，較以前有以下幾點：

1. 活性穩定。特別是低溫活性好，在使用中軸向層、徑向層進出口溫差比以前高 5-10 ℃，出口氨含量增長 1% 。

2. 物理性能好，以往 4 萬噸裝置使用的催化劑在初開車時合成塔阻力 0.4Mpa 隨著系統運行阻力漲到 1.0Mpa ，而 DNCA 型催化劑初裝開車阻力 0.2Mpa ，兩年多阻力無明顯上漲。

3. 采用 DNCA 型催化劑后，由于單塔合成率提高，系統壓力明顯降低，節約了動能。

附φ 1400 合成系統運行情況：