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[讨论帖] 什么是池式反应器

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发表于 2020-8-17 21:57:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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8月15日12时56分,九江心连心化肥有限公司年产60万吨合成氨、52万吨尿素、40万吨二甲醚项目最后一台大型设备——池式反应器,安全平稳的被吊装到23米高的钢结构框架上。
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 楼主| 发表于 2020-8-17 21:58:11 | 显示全部楼层
池式反应器是全球先进的超低能耗尿素工艺的核心设备,也是九江大项目单件的“三最”(最大、最重、最贵)设备。设备于6月份从厂家发出,历经3个月海江联运,8月10日运抵项目现场。

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 楼主| 发表于 2020-8-17 21:58:29 | 显示全部楼层
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发表于 2020-8-17 23:33:26 | 显示全部楼层
高压甲胺冷凝器

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那为啥又叫反应器????  详情 回复 发表于 2020-8-18 23:58
那为啥又叫反应器????  详情 回复 发表于 2020-8-18 23:58
这个是确切的设备名称吧?  详情 回复 发表于 2020-8-18 05:01

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发表于 2020-8-18 05:01:56 | 显示全部楼层
oceans 发表于 2020-8-17 23:33
高压甲胺冷凝器

这个是确切的设备名称吧?

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看介绍确实是有反应,同时反应热通过列管换热 应该属于列管反应器的类型吧  详情 回复 发表于 2020-8-19 11:57

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发表于 2020-8-18 15:21:13 | 显示全部楼层
liaifeng 发表于 2020-8-18 05:01
这个是确切的设备名称吧?

斯塔米卡邦的2000+尿素工艺就靠池式反应器的概念赚钱呢,可不能和以前一样还叫高压甲胺冷凝器

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谢谢,这个工艺真心不懂,谢谢指教!  详情 回复 发表于 2020-8-18 17:40

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发表于 2020-8-18 17:40:42 | 显示全部楼层
oceans 发表于 2020-8-18 15:21
斯塔米卡邦的2000+尿素工艺就靠池式反应器的概念赚钱呢,可不能和以前一样还叫高压甲胺冷凝器

谢谢,这个工艺真心不懂,谢谢指教!

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1958年荷兰Stamicarbon公司发明了CO1汽提法尿素生产工艺,世界上现有67%的尿素采用这种生产工艺生产,该生产工艺中的关键设备-高压甲铵冷凝器换热管一直是选用纯奥氏体不锈钢316L制成的(最新尿素用材标准Stamicarbon  详情 回复 发表于 2020-8-19 12:02
荷兰斯塔米卡邦公司作为CO2汽提尿素生产技术的发明者,对于CO2汽提工艺及原理的理解和应用在行业内处于领先地位。该公司在全球有260多套尿素技术的应用业绩,拥有国际上先进的实际操作数据、经验。经过70年的积累,  详情 回复 发表于 2020-8-19 00:01

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 楼主| 发表于 2020-8-18 23:58:39 | 显示全部楼层
oceans 发表于 2020-8-17 23:33
高压甲胺冷凝器

那为啥又叫反应器????

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 楼主| 发表于 2020-8-18 23:58:43 | 显示全部楼层
oceans 发表于 2020-8-17 23:33
高压甲胺冷凝器

那为啥又叫反应器????

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 楼主| 发表于 2020-8-18 23:59:59 | 显示全部楼层
液氨和二氧化碳在高压bai甲铵冷凝器du的列管内冷凝,反应生成甲铵,反zhi应放出的热量加热管外的水产dao生低压蒸汽,甲铵的冷凝程度由汽包压来控制,冷凝程度约为80%左右,冷凝的液体和未冷凝的气体从高压甲铵冷凝器下部各自的管子流入合成塔。

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 楼主| 发表于 2020-8-19 00:01:14 | 显示全部楼层
liaifeng 发表于 2020-8-18 17:40
谢谢,这个工艺真心不懂,谢谢指教!

荷兰斯塔米卡邦公司作为CO2汽提尿素生产技术的发明者,对于CO2汽提工艺及原理的理解和应用在行业内处于领先地位。该公司在全球有260多套尿素技术的应用业绩,拥有国际上先进的实际操作数据、经验。经过70年的积累,使得他们设计的质量和可靠性远超过国内同等设计院。

卡邦公司技术人员将在四分公司尿素装置开展为期6天的现场诊断工作,对现有尿素的工艺流程、设备配置和运行参数进行诊断,查找影响扩能降耗的瓶颈,为节能优化改造提供详细的工艺改造方案和设备参数,为确定尿素装置改造方案奠定基础。

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 楼主| 发表于 2020-8-19 00:02:00 | 显示全部楼层
2018-02-03
化学工业公司尿素生产工艺是采用荷兰斯塔米卡邦2000+二氧化碳汽提工艺,高压设备管道均采用Safurex优良耐尿素腐蚀的双相钢材料。停车检修时,对高压设备进行全面检查,发现池式冷凝器E205存在的轻微腐蚀。引起公司各级领导重视。因为在尿素行业中,采用荷兰斯塔米卡邦2000+二氧化碳气提法的尿素装置中,高压池式冷凝器E205管程蒸汽出口侧列管与管板,碳钢管板出现锅炉水冲刷腐蚀现象,大大降低了高压设备的使用寿命,给系统长周期运行带来安全隐患。

据悉,国内海南富岛化工有限公司化肥厂尿素装置因腐蚀导致停产近4个月,给企业带来巨大的经济损失;公司调研了解到,江苏灵谷化工有限公司和内蒙古博大实地化学有限公司也出现同样的腐蚀。

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 楼主| 发表于 2020-8-19 11:57:42 | 显示全部楼层
liaifeng 发表于 2020-8-18 05:01
这个是确切的设备名称吧?

看介绍确实是有反应,同时反应热通过列管换热
应该属于列管反应器的类型吧

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 楼主| 发表于 2020-8-19 12:02:23 | 显示全部楼层
liaifeng 发表于 2020-8-18 17:40
谢谢,这个工艺真心不懂,谢谢指教!

1958年荷兰Stamicarbon公司发明了CO1汽提法尿素生产工艺,世界上现有67%的尿素采用这种生产工艺生产,该生产工艺中的关键设备-高压甲铵冷凝器换热管一直是选用纯奥氏体不锈钢316L制成的(最新尿素用材标准Stamicarbon 18005L版1985年10月仍规定使用316L)。纯奥氏体不锈钢用作高压甲铵冷凝器换热管,对于管程的甲铵介质具有较好的耐腐蚀性。然而纯奥氏体不锈钢316L却有着这类不锈钢的自身缺点,屈服极限低,对含氯高温水有较强的应力腐蚀敏感性。高压甲铵冷凝器壳侧是150℃含CL-高温水,换热管受力达到纯奥氏体不锈钢316L屈服极限的79~80%(泸州天然气化工厂、重庆大学研究报告,将发表在《化工机械》93年N。1),是应力腐蚀多发的敏感部位,国内外许多设备都发生这类缺陷(《大氮肥》及第四~六届尿素年会均有报道),成为限定设备使用寿命的主要因素,国内报废的四台高压甲铵冷凝器均是因为换热管应力腐蚀所致。再者由于纯奥氏体不锈钢316L换热管应力腐蚀,常常造成设备在使用中发生泄漏,致使整个装置中途停工停产,破坏了尿素装置长周期运行的特点,已经给国家造成数亿元经济损失。

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 楼主| 发表于 2020-8-19 12:05:00 | 显示全部楼层
高压甲胺冷凝器
https://bbs.hcbbs.com/thread-865384-1-1.html
(出处: 化海川流-海川化工论坛网)

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 楼主| 发表于 2020-8-19 12:05:22 | 显示全部楼层
高压甲胺冷凝器出液温度和汽包底部温度的关系
https://bbs.hcbbs.com/thread-777361-1-1.html
(出处: 化海川流-海川化工论坛网)

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 楼主| 发表于 2020-8-19 12:10:25 | 显示全部楼层
列管式反应器进行强放热反应时反应器的轴向存在一个温度最高点,称为“热点”。热点温度的出现,使整个催化剂床层中只有一小部分催化剂是在所要求的温度下进行反应,影响催化剂效率的充分发挥。更为严重的是若反应器设计或操作不当,当初始条件达到或超过某一限度时,反应系统瞬间产生的热量超过了反应系统本身所能承受的限度或负荷时,就会使热点温度急剧升高,产生“飞温”,导致反应系统失去控制,对反应的转化率、选择性以及催化剂的活性和寿命等都有不良影响,甚至会破坏反应器和导致事故的产生[1]。

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 楼主| 发表于 2020-8-19 12:12:37 | 显示全部楼层
列管式固定床反应器实现热稳定操作必须满足两个条件[2]:其一是有足够的传热能力,保证将反应放出的热量移走,做到使放热速率与移热速率相等;其二是放热速率随温度的变化率必须小于移热速率随温度的变化率。否则会发生局部的热稳定性问题,产生“超温”或“熄火”。降低热点温度,控制热点出现的位置与高度,减少轴向温差,使大部分催化剂在适宜的温度范围内进行反应,避免飞温,工业生产中所采取的措施主要有三个方面[3]:调节催化剂活性、优化反应器设计和优化操作参数。

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 楼主| 发表于 2020-8-19 12:14:08 | 显示全部楼层
调节催化剂活性

放热速率主要由催化剂活性决定。催化剂活性过高,反应速率过快,放热速率过大,反应就会超温。因此为了降低反应速率和放热速率,控制热点温度,需要调节催化剂的活性。

催化剂活性抑制剂

添加催化剂活性抑制剂的目的是通过添加抑制剂,毒化部分催化剂,调节催化剂活性,降低反应速率,从而控制反应温度。因为有时过高的活性反而有害,它会影响反应器移热而导致“飞温”,加剧副反应进行、导致选择性下降,甚至引起催化剂积炭失活。催化剂活性抑制剂的添加方法主要有两种,一个是在催化剂配方中添加抑制剂;另一个是在原料中添加抑制剂。

催化剂活性稀释剂

反应器的原料入口处附近反应物浓度高,反应速度快,放出的热量来不及移走,致使物料温度升高,而温度升高促使反应以更快的速度进行,释放出更多的热量,导致温度进一步升高,形成恶性循环。特别对于反应热大和反应速度快的反应来说这种现象更为严重,甚至会产生飞温。反应后期,反应物浓度降低,反应速率和放热速率减缓,温度降低。因此为了控制反应前期的放热速度,在原料入口处附近的反应器内放置一定高度为惰性载体稀释的催化剂,或放置一定高度已部分老化的催化剂,从而降低原料入口处附近的反应速率,降低放热速率,使与移热速率尽可能平衡,使热点温度降低并且后移,避免产生飞温。

催化剂颗粒的影响


催化剂颗粒大小、颗粒内温度与浓度的分布和床层的传热等原因最终都会影响反应速率和反应器的温度。随着粒径的减小,轴向温度升高,其主要原因是在床层空隙率不变的情况下,颗粒直径变小后,内扩散影响减小,有效因子变大,催化剂活性增强,反应速率增加,床层中边壁给热系数虽然变大,但径向有效导热系数减小的更快,使得反应过程中热量移走速率变慢,床层温度升高,温高升高后又使反应速率增加,使热点温度升得更高,同时催化剂颗粒直径过小,压降变大,不利于反应,所以存在一个最佳的催化剂颗粒直径。

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 楼主| 发表于 2020-8-19 12:14:28 | 显示全部楼层
反应器管径

列管式固定床反应器管径大小直接决定着反应器内径向温差、换热面积、轴向温差和投资成本。反应器管径较大,所需的列管根数较少,方便反应器的制造,降低造价;但若管径过大,列管根数少,换热面积大大减少,移热速率迅速下降,径向温差和轴向温差变大,床层易发生超温,反应器失去操作状态稳定性。因此,对反应管有最大管径的限制。防止飞温的发生,优化反应器设计非常重要。列管反应器的管径、长度、数目以及排列方式等结构及其移热能力会影响反应热移出反应管的速率。同时催化剂的装填颗粒大小、装填量与反应器管径尺寸有个合适的关系,一般工程上认为要忽略壁效应,减少径向温差,催化剂床层直径与催化剂颗粒直径之比大于8,但催化剂床层直径与催化剂颗粒直径之比太大则移热速率就下降,移热越困难。

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