氫氰酸裝置鉑系網問題及處理

1、<p>　　氫氰酸裝置鉑系網問題及處理</p><p>　　摘 要：通過氫氰酸裝置鉑系催化劑在生產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。達到降低生產運行成本的目的。 </p><p>　　關鍵詞：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生產裝置，試運行期間對一套HCN和HOCH2CN裝置進行了生產運行，其核心設備HCN反應器中鉑系網的經濟運行是降低生產成本的重要因素之一。通過運行發(fā)現在運行過程中鉑網消耗比較高，影響產品的生產成本。 </p><p><b>　　一、工藝原理 </b></p><p><b>　　1

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

4、換熱進入吸收塔，經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、鉑系網介紹 </b></p><p>　　1.鉑系催化劑基本情況 </p><p>　　據測試，HCN氧化率和鉑耗比例分布如下：三分之一的鉑網要完成近80%的氧化率，鉑耗也于氧化率同步，三分之一的鉑網消

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

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

7、，花板厚40mm、孔徑14mm，HCN反應趨于平穩(wěn)，但是各次鉑耗都較高。 </p><p>　　試生產鉑網消耗情況表 </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，造成鉑網結碳，活性降低；氧氣過量引起催化劑溫度高至1200℃，加速鉑以PtO2 形式從鉑網催化劑面上揮發(fā)，鉑耗增大，甚至燒壞鉑網； </

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化率下降，并易造成鉑網結碳；當操作壓力升高，流速相應增加，對鉑網表面沖刷程度加劇，鉑耗增大； </p><p>　　3.3反應器氣體分布不均。在反應器中，混合氣從頂部側向進入，鉑網薄弱地方出現氣流短路，反應器列管出現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，引起鉑網破碎； </p><p>　　3.4原料氣中所含雜質的影響。原料氣體中常帶有鐵銹、油脂、灰塵、硫、碳等雜質，這些雜質會引起催化劑活性驟然下降，導致鉑網過熱，鉑網損耗增加； </p><p>　　3.5再生操作過程的鉑耗， 一般新網比舊網鉑耗大，舊網經長期使用后，

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，網上溫度1100℃-1150℃，反應器壓力0.06M

11、Pa，保證生產系統的穩(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，減少拆裝移動鉑網次數。采用催化劑網組和AL2O3陶瓷環(huán)構成的聯合催化劑提高轉化率，有效地減少網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。反應器上部加裝絲網分布器，過濾工藝管道中的雜質進入反應器鉑網上，同

12、時提高混合氣體在鉑網表面的分布均勻度，減小鉑網表面各點溫差；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，由于鉑網層溫度高，為了防止天然氣、氨氣復燃，防止下段塔釜的硫銨液水分蒸發(fā)到鉑網上；在反應器增加氮氣保護裝置，可以減少停車過程對鉑網的影響。 </p><p><b>　　4.強化再生管理 </b></p><p>

13、　　將所洗鉑網掛在不銹鋼棍上，用水沖洗雜質和灰塵，沖洗干凈后用不銹鋼棍卷起；將水洗后的鉑網，浸泡在洗網槽的10-18%鹽酸溶液中，溫度保持在65℃-75℃，浸泡1-2小時；取出鉑網用水沖洗，再用蒸餾水沖洗至不含酸為止；用氫焰將鉑網烘干；洗網用的酸液和沖洗水槽中的鉑粒沉淀下來，待回收。將待修補的鉑網平放在修理臺上；根據破網的裂口大小，從鉑網 塊上剪取，補到破口上；用氫氣焰在裂口處局部加熱，至鉑網發(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>　　裝拆網時，將回收用的白布或塑料布鋪在裝拆的網下，將收集起來的鉑灰，與補網臺、洗網槽、沖洗槽、酸沉淀槽、洗網用酸液內的鉑灰儲存，進行加工回收。將氧化爐和廢熱鍋爐系統的花板和瓷環(huán)上附著含鉑系金屬的灰灰收集起來，交鉑網生產單位回收加工。塔釜底部的沉淀物，所有酸泥進行收集，交鉑網生產單位加工回收。 </p&g