氫氰酸裝置鉑系網(wǎng)問題及處理

1、<p>　　氫氰酸裝置鉑系網(wǎng)問題及處理</p><p>　　摘 要：通過氫氰酸裝置鉑系催化劑在生產(chǎn)使用過程中鉑耗高的原因進行分析，并針對各種原因，提出解決方法，以降低鉑耗。達到降低生產(chǎn)運行成本的目的。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：氫氰酸裝置 鉑系催化劑 鉑耗 分析處理 </p><p>　　重慶三峽英力化工有限責任公司天然氣制5.0萬噸/年甘氨酸項目，包

2、括3×1萬噸/年HCN、3×4.2萬噸/年HOCH2CN生產(chǎn)裝置，試運行期間對一套HCN和HOCH2CN裝置進行了生產(chǎn)運行，其核心設(shè)備HCN反應(yīng)器中鉑系網(wǎng)的經(jīng)濟運行是降低生產(chǎn)成本的重要因素之一。通過運行發(fā)現(xiàn)在運行過程中鉑網(wǎng)消耗比較高，影響產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 </p><p><b>　　一、工藝原理 </b></p><p><b>　　1

3、.反應(yīng)原理 </b></p><p>　　HCN合成反應(yīng)式 ：CH4 + NH3 + 3/2O2 → HCN + 3H2O </p><p><b>　　2.工藝流程 </b></p><p>　　經(jīng)過凈化后的空氣、天然氣、氨氣以一定的比例在混合預(yù)熱器混合預(yù)熱后，通過紙板過濾器進入HCN反應(yīng)器合成HCN氣體。反應(yīng)后的氣體經(jīng)反應(yīng)器列管

4、換熱進入吸收塔，經(jīng)稀硫酸噴淋吸收氨氣后的氣體進入泠凝器，泠凝的HCN氣體通過甲醛循環(huán)吸收生成HOCH2CN。 </p><p><b>　　二、鉑系網(wǎng)介紹 </b></p><p>　　1.鉑系催化劑基本情況 </p><p>　　據(jù)測試，HCN氧化率和鉑耗比例分布如下：三分之一的鉑網(wǎng)要完成近80%的氧化率，鉑耗也于氧化率同步，三分之一的鉑網(wǎng)消

5、耗達到了消耗量的80%，其余鉑只完成20%的轉(zhuǎn)化與消耗量。通常鉑耗與鉑網(wǎng)組成有關(guān)，鉑銠合金網(wǎng)比純鉑網(wǎng)鉑耗低，而鉑鈀網(wǎng)的鉑耗卻比純鉑網(wǎng)高10%左右。鉑-銠-鈀-稀土四元網(wǎng)高溫下的鉑耗僅為鉑-銠-鈀三元網(wǎng)的40%。另外雜質(zhì)含量高會降低鉑網(wǎng)活性，造成產(chǎn)量降低，鉑耗增加。 </p><p><b>　　2.使用情況 </b></p><p>　　本裝置根據(jù)實際情況，采用的S2

6、01型鉑銠鈀三元網(wǎng)作為催化劑。其主要元素含量、技術(shù)要求為：鉑≥92.1%、鈀≥3.6%、銠≥3.5%、網(wǎng)規(guī)格2020mm、網(wǎng)孔數(shù)1024孔/cm2、網(wǎng)質(zhì)量804-956g/m2、絲徑0.096mm。鉑系網(wǎng)設(shè)計鉑消耗HCN計0.580 g/t ，折合HOCH2CN計0.28g/t。在運行期間開停車19次，對鉑網(wǎng)進行了四次處理，第一次用網(wǎng)7張，花板厚50mm、孔徑12mm，由于阻力較大，反應(yīng)器里有明顯的氣流漩渦和嘯叫聲。從第二次開始用6張網(wǎng)

7、，花板厚40mm、孔徑14mm，HCN反應(yīng)趨于平穩(wěn)，但是各次鉑耗都較高。 </p><p>　　試生產(chǎn)鉑網(wǎng)消耗情況表 </p><p>　　3.催化劑消耗原因 </p><p>　　3.1溫度。原料氣配比不穩(wěn)定，甲烷含量過高，造成鉑網(wǎng)結(jié)碳，活性降低；氧氣過量引起催化劑溫度高至1200℃，加速鉑以PtO2 形式從鉑網(wǎng)催化劑面上揮發(fā)，鉑耗增大，甚至燒壞鉑網(wǎng)； </

8、p><p>　　3.2壓力。氣體在工業(yè)裝置中一般采用線速度為0.8-1.4m/s，線速度過低，可能發(fā)生氣體逆向擴散使轉(zhuǎn)化率下降，并易造成鉑網(wǎng)結(jié)碳；當操作壓力升高，流速相應(yīng)增加，對鉑網(wǎng)表面沖刷程度加劇，鉑耗增大； </p><p>　　3.3反應(yīng)器氣體分布不均。在反應(yīng)器中，混合氣從頂部側(cè)向進入，鉑網(wǎng)薄弱地方出現(xiàn)氣流短路，反應(yīng)器列管出現(xiàn)堵塞等情況會造成氣體在氧化爐中流速不同，不同位置催化劑的轉(zhuǎn)化效

9、率、磨損、鉑損是不同的，高速氣流的沖刷和微晶的長大等因素，容易使催化劑網(wǎng)絲面上的鉑成分機械剝落，這將大大加速鉑金屬的流失，引起鉑網(wǎng)破碎； </p><p>　　3.4原料氣中所含雜質(zhì)的影響。原料氣體中常帶有鐵銹、油脂、灰塵、硫、碳等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)會引起催化劑活性驟然下降，導(dǎo)致鉑網(wǎng)過熱，鉑網(wǎng)損耗增加； </p><p>　　3.5再生操作過程的鉑耗， 一般新網(wǎng)比舊網(wǎng)鉑耗大，舊網(wǎng)經(jīng)長期使用后，

10、鉑耗也會越來越大。 </p><p>　　三、減少鉑損的措施 </p><p>　　1.強化工藝操作過程的管理 </p><p>　　嚴格執(zhí)行操作規(guī)程；加強液氨、天然氣、空氣過濾器的排污，勤換紙板過濾器濾紙，保證混合氣的質(zhì)量； 嚴格控制工藝指標，控制原料氣配比：氨：甲烷：空氣=1：1.0-1.2 ：6.4-6.8，網(wǎng)上溫度1100℃-1150℃，反應(yīng)器壓力0.06M

11、Pa，保證生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，避免工藝波動，降低鉑耗。加強管理，盡量減少非正常停車次數(shù)，減少拆裝移動鉑網(wǎng)次數(shù)。采用催化劑網(wǎng)組和AL2O3陶瓷環(huán)構(gòu)成的聯(lián)合催化劑提高轉(zhuǎn)化率，有效地減少網(wǎng)層間振動及摩擦引起的鉑耗增加。 </p><p><b>　　2.增加保護裝置 </b></p><p>　　增加氣體分布器。反應(yīng)器上部加裝絲網(wǎng)分布器，過濾工藝管道中的雜質(zhì)進入反應(yīng)器鉑網(wǎng)上，同

12、時提高混合氣體在鉑網(wǎng)表面的分布均勻度，減小鉑網(wǎng)表面各點溫差；采用廢鍋循環(huán)冷卻，為防止HCN分解，聚合物會堵住列管，造成氣體偏流；增加氮氣保護裝置；當停車時，由于鉑網(wǎng)層溫度高，為了防止天然氣、氨氣復(fù)燃，防止下段塔釜的硫銨液水分蒸發(fā)到鉑網(wǎng)上；在反應(yīng)器增加氮氣保護裝置，可以減少停車過程對鉑網(wǎng)的影響。 </p><p><b>　　4.強化再生管理 </b></p><p>

13、　　將所洗鉑網(wǎng)掛在不銹鋼棍上，用水沖洗雜質(zhì)和灰塵，沖洗干凈后用不銹鋼棍卷起；將水洗后的鉑網(wǎng)，浸泡在洗網(wǎng)槽的10-18%鹽酸溶液中，溫度保持在65℃-75℃，浸泡1-2小時；取出鉑網(wǎng)用水沖洗，再用蒸餾水沖洗至不含酸為止；用氫焰將鉑網(wǎng)烘干；洗網(wǎng)用的酸液和沖洗水槽中的鉑粒沉淀下來，待回收。將待修補的鉑網(wǎng)平放在修理臺上；根據(jù)破網(wǎng)的裂口大小，從鉑網(wǎng) 塊上剪取，補到破口上；用氫氣焰在裂口處局部加熱，至鉑網(wǎng)發(fā)顏色發(fā)紅，用不銹鋼錘鉚補。 </p&

14、gt;<p><b>　　5.鉑金的回收 </b></p><p>　　裝拆網(wǎng)時，將回收用的白布或塑料布鋪在裝拆的網(wǎng)下，將收集起來的鉑灰，與補網(wǎng)臺、洗網(wǎng)槽、沖洗槽、酸沉淀槽、洗網(wǎng)用酸液內(nèi)的鉑灰儲存，進行加工回收。將氧化爐和廢熱鍋爐系統(tǒng)的花板和瓷環(huán)上附著含鉑系金屬的灰灰收集起來，交鉑網(wǎng)生產(chǎn)單位回收加工。塔釜底部的沉淀物，所有酸泥進行收集，交鉑網(wǎng)生產(chǎn)單位加工回收。 </p&g