（四川金象化工股份有限公司 蒋英波）

四川金象化工股份有限公司地处成都平原西南部边缘，紧邻成昆铁路，是一家生产能力为尿素 13 万吨 / 年，硝铵 6 万吨 / 年，合成氨 10 万吨 / 年，及碳铵、甲醛、 CO2等多品种的中型化工企业。

公司目前拥有年产 4 万吨和 6 万吨合成氨装置各一套，均采用成达化学工程公司设计的连续蒸汽转换——中低变——苯尔脱碳——甲烷化—— 16Mpa 低压法合成工艺。其中φ 1200 和φ 1400 合成采用轴径向冷激式合成塔，并采用两级氨冷，两级分离的工艺技术。

两合成塔现均使用临朐大祥精细化工有限公司生产的 DNCA 型氨合成催化剂。

φ 1400 合成塔装入催化剂 34.5 吨，其中上段轴向段装预还原催化剂 7.4 吨。中段径向段装入 DNCA 型催化剂 11.2 吨，下段径向段装入 DNCA 型催化剂 15.9 吨。

φ 1400 合成工序工艺流程：

由压缩机六段送来的新鲜氢氮混合气，在 2# 氨冷器入口处补入系统，与 1# 液氨分离器出来的合成气混合后，进入 2# 氨冷器，被管外蒸发的液氨冷却到约 -6 ℃，合成气中的气氨冷凝为液氨，进入 2#液氨分离器，以分离液氨。在这里， 新鲜氢氮混合气（补充气）带入系统的微量水份及 CO 、 CO2、油污，被液氨洗涤随之排去，出 2#液氨分离器的气体（循环气）氨含量为4.074%，经2#、1#冷交换器回收冷量后，温度25℃，压力14.3 Mpa ，进入循环机升压至 15.0Mpa 。循环机为活塞式无油润滑循环机，出循环机的气体，首先进入油过滤器，以除去可能混入压缩气体的机械润滑油，然后进入φ 1400 合成塔外筒间隙，保护合成塔外壳，并从合成塔顶部出塔，再进塔外预热器中被合成反应后的热气体加热，被预热后的气体经主线和付线进入合成塔，约 70% 的气体经合成塔上、下段的层间换热器，被反应后热气体加热至约 370 ℃，分别由上升管和中心管上升，在合成塔顶部的轴向触媒层入口处混合，然后进轴向触媒层，在催化剂作用下，剧烈反应，合成氨，放出大量的反应热，使气体中各组分很快趋于平衡。合成反应放出的反应热，由反应气体带出，气体出轴向层，经冷激气（约 30%）降温后再进入上段径向触媒层反应，气体出上段径向触媒层，进入层间换热器与管内的冷入塔气换热，反应气体冷却后，进入下段径向触媒层，出下段径向层的反应气体中，氨浓度达16%左右，反应气体经下段层间换热器，被冷却至360℃时出合成塔，出塔热气进入合成废热锅炉，产生1.4 Mpa 的中压蒸汽，同时合成气被冷却到 230 ℃，然后进入进塔预热器加热入塔冷气，合成气于 55℃进入水冷器，在水冷器内，用28℃水将合成气冷却至33℃，合成气的露点约为40℃，冷至33℃的合成气，进入1＃ 冷交换器，与由2＃冷交换器来的冷循环气换热，回收冷量。合成气被冷到26℃后进入1＃氨冷器，通过管外液氨蒸发，将合成气冷到11℃。在2#冷交换器管间，合成气被管内低温循环气冷却到7℃，在这些冷却过程中，合成气的气氨，大量冷却为液氨，含有大量液氨的合成气，进入1＃液氨分离器，将冷凝的液氨分离。氨分离器顶部出来的气体，与补充气混合后，进入2＃氨冷器循环使用。

为防止惰性气体（ CH4+Ar）在系统中积累，补充新鲜气之前，在系统惰性气体含量的最高点——1＃液氨分离器出口，抽取少量合成气排出系统，以保持系统惰性气体平衡。此气体与来自氨贮槽的闪蒸汽一起，送到老系统氨回收工序。

由 1＃、2＃液氨分离器出来的液氨减压后，进入液氨换热器，与冰机系统来的热液氨换热，回收产品液氨的冷量，被加热的产品液氨温度33℃，在液氨贮槽中，闪蒸出溶解在液氨中H2、 N2、 CH4、Ar气体后，送尿素装置。

主要设备一览表

催化剂升温还原情况

于 2001 年 4 月 3 日引入二系统氢氮气升温还原。 4 月 6 日轴向

床层温度 340 ℃催化剂 就开始出水， 4 月 8 日，中段径向段在 390—400 ℃ 出现自然恒温现象，底层温度提至 450 ℃ 以上达 3h ，出口水汽浓度

连续 3h 小于 10ppm, 还原结束。还原主期水汽浓度多数小于 2000ppm, 短时间内曾达 3200ppm, 因升温还原过程中曾出现一次停电和电炉多次跳闸，延误升温还原时间 60—70h, 共用时 240h ，比计划多用 50h, 整个还原过程分层还原控制较好，水汽浓度易控制。催化剂升温还原比较顺利。

目前催化剂床层热点控制在 480 ℃ ，径向床层温差在 5 ℃ 以内，合成塔满负荷的出口氨含量 16.8% ，氨净值 12-13% ，单塔能力达 7.8T/h 合成氨，超过设计能力 4% 。

φ 1200 合成塔在 2001 年 11 月换催化剂时装入 DNCA 型氨合成催化剂共 23.0T 。其中上段装入 DNCA 型催化剂 4.3T ，中段装入 DNCA 型催化剂 7.8T ，下段装入 DNCA 型催化剂 10.9T 。升温还原时间共计 140h 。比计划提前 15h 。目前满负荷单塔能力 5.7T/h ，超过设计能力 9.4% ，较更换触媒前增产 11.5% 。

生产运行情况：

自 2001 年 11 月还原结束后转入正常运行，整个开车过程一次成功。全厂生产开启 2 台 6M12 压缩机，平均日产合成氨 125 吨，ф 1400 系统开启 2 台 6M16 压缩机，系统压力 14.7Mpa ，惰性气体含量 10.0%, 氨净值 12-13% 左右。系统阻力在 0.3Mpa 左右，热点：轴向层 480 ℃；上径向层 485 ℃；下径向层 474 ℃。我公司两套系统合成塔内气体流程一致，温度控制基本相同。

通过两套系统近三年运行情况综合评价；采用 DNCA 型氨合成催化剂后，较以前有以下几点：

1. 活性稳定。特别是低温活性好，在使用中轴向层、径向层进出口温差比以前高 5-10 ℃，出口氨含量增长 1% 。

2. 物理性能好，以往 4 万吨装置使用的催化剂在初开车时合成塔阻力 0.4Mpa 随着系统运行阻力涨到 1.0Mpa ，而 DNCA 型催化剂初装开车阻力 0.2Mpa ，两年多阻力无明显上涨。

3. 采用 DNCA 型催化剂后，由于单塔合成率提高，系统压力明显降低，节约了动能。

附φ 1400 合成系统运行情况：