甲醇合成催化剂应用小结

第52卷第3期化肥设计June 20142014年6月Chemical Fertilizer design甲醇合成催化剂应用小结付邦琨(黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司,黑龙江伊春153103)摘要:介绍了黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司甲醇合成系统的工艺流程和主要设备;分析了甲醇合成塔第1炉催化剂使用过程中岀现的问题;总结了第Σ炉催化剂使用过程中的优化措施及运行效果;提出了笫2炉催化剂在甲醇装置开工率较低情况下的保护措施关键词:甲醇合成;催化剂;应用3969/i.issn.1004-8901.2014.03.012中图分类号:TQ426.64文献标识码:B文章编号:1004-8901(2014)03-0041-03Applicationand Summarization of Methanol Synthesis CatalystFU Bang-kunHaolianghe Chemical Fertilizer Sub-company, Heilongjiang Beidahuang Agriculture Stock Company Ltd, Yichun Heilongjiang 153103 China)Abstract: Author has introduced the process flow and the main equipment of methanol synthesis system in Haolianghe Chemical Fertilizer Sub-compay, Heilongjiang Beidahuang Agriculture Stock Company Ltd. i has analyzed the existing problems in applying process of catalyst in the first furnace ofmethanol reactor; has summarized the optimized measure and the running effect in applying process of catalyst in the second furnace of methanol reactor;has presented the protecting measure under lower operating rate of methanol plant for catalyst of the second furnaceKey words: methanol synthesis; catalyst; applicationoi:10.3969/j.iss.1004-8901.2014.03.012黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥贮罐,闪蒸气送火炬放空反应器,第1炉甲醇合成催化剂运行2年20年2主要设备规格及工艺指标大检修期间更换了甲醇合成催化剂,以下将合成催主要设备规格见表1,主要工艺指标见表2。化剂的使用、更换情况小结如下表1主要设备规格1工艺流程序号设备名称规格甲醇合成气净化系统采用中温部分一氧化碳1甲醇合成塔d内3400m,H=11124mmn=474变换、中温有机硫水解、湿法脱硫、热钾碱脱碳、常6000m,内装触媒:27.5m3温有机硫水解、常温氧化锌脱硫。为了节省工程投汽包资,该净化装置由浩良河分公司2套闲置的合成氨3入塔气预热器中内1400mm,H=16152mm净化装置改造而来换热管:d14×2mm,n=3760根,L=11500mm甲醇合成气经联合压缩机合成段压缩与甲醇3甲醇水冷器中内1200mm,L≈9736mm分离器来循环气混合,再经联压机循环段压缩,经中国煤化工mm,n=1737根,L=7000mm由循环气过滤器滤油后,进入塔气预热器预热后进入甲醇合成塔,出塔气经人塔气预热器预热甲醇合CNMHG成入塔气后进入甲醇水冷器、经甲醇分离器分离甲高效除沫网δ=150mm醇和水后,循环气返回联合压缩机循环段压缩,循环使用。弛放气送合成氨净化装置一低变前。甲作者简介:付邦琨(198年-),男,黑龙江伊春人,2001年毕业于齐齐哈尔大学化学工程与工艺专业,工程师,现从事甲醇装置生产技醇分离器内的粗甲醇经闪蒸槽闪蒸后送往粗甲醇术管理工作42化肥设计2014年第52卷续表人塔气量突然增大,合成塔入口温度有降低的过序号设备名称程,低温反应气进入催化剂床层时易产生石蜡。停5联合压缩机M-17/2-47.6-63/47.5-51.5,附电机:车阶段,系统置换不及时、不彻底,残余的CO、H2通N=1600kW过合成塔低温反应区也易产生石蜡。合成段:=19860m3/h,循环段:Q=1535803.2粗甲醇中乙醇含量过高甲醇合成塔导投料1个月后,我公司开始分析6循环器过滤器DN80mn"H-7500m内设微滤、超粗甲醇中的乙醇含量,分析结果始终较高,平均达滤膜到1500mg/kg以上,最高达到5000mg/kg以上,使表2主要工艺指标得一段时间内精甲醇产品中乙醇含量高达200mg/kg第2炉催化剂之上,不仅增加了精馏过程的消耗,而且降低了甲序号项日催化剂110%负荷)醇产品在市场上的竞争力。1合成塔压差/kPa粗甲醇中的乙醇含量是判断甲醇合成反应副2合成塔入口压力/MPa反应多少的主要依据。我公司甲醇开车以来的半3弛放气压力/MPa年内,由于裝置稳定性能较差,开停车及加减负荷4合成塔入口温度/℃频繁,气体组分经常波动,甲醇水冷器结蜡严重粗甲醇中乙醇含量过高也是难以避免的。随着甲5合成塔出口温度/℃6合成塔壳层炉水温度/℃220~260醇裝置运行稳定性的提高,粗甲醇中的乙醇含量逐渐降低至1500mg/kg以下,精甲醇中的乙醇含7人塔气CO含量/%6-85~7量也降至50mg/kg以下,能够达到产品出口的质8人塔气CO,含量/%2~64~6量要求。3.3甲醇合成塔压差过高3第1炉催化剂运行中出现的问题甲醇催化剂使用1年后,甲醇合成塔压差逐渐3.1甲醇水冷器结蜡升高,经常超过设备要求的工艺指标250kPa。为了200年11月3日甲醇合成塔开始投入生产,降低压差,被迫增大弛放气量,打开联压机循环段初始温度198-199℃,运行2个月后,甲醇水冷器近路,控制较高的氢碳比,严重时造成系统减负荷运行。以上一些做法,最终导致甲醇联压机功耗增结蜡严重,甲醇分离器出口温度高达45℃,系统难大,吨甲醇耗新鲜气量增大。造成甲醇合成塔压差以运行,被迫停车疏通水冷器列管。后来多次打开大的原因主要有以下几个原因水冷器检査,结蜡程度逐渐减轻,至催化剂运行4(1)人塔气体组分不稳定,其中碳含量或惰性个月后,甲醇合成塔入口温度提高到210℃以上,出口温度233℃以上,甲醇水冷器不再结蜡。气体含量高限波动时,造成合成塔压差高。(2)催化剂粉碎。开停车及负荷调整频繁,造经过分析以及对其他厂家相似装置情况的了成部分触媒粉化,从合成塔出口管线导淋、甲醇分解,同时与第2炉催化剂使用3个月的情况进行比离器导淋以及与精馏塔底部等发现很多催化剂粉较,得出甲醇水冷器结蜡的主要原因。末。催化剂粉碎增大了催化剂床层阻力,造成合成(1)系统铁杂质多。开车初期合成塔入口温度塔压差过高较低,联压机及合成塔人口管道材质均为碳钢,系3)合成塔内气体偏流。更换催化剂时发现,统铁杂质清除不彻底,原料气中的CO0与铁反应生合成塔上保护层被吹翻,高速气流在合成塔上部中成Fe(CO)s羰基铁,具备了产生石蜡的条件。间位置形成一个催化剂包,导致合成塔中部占总数(2)合成塔入口气体组分的影响。受甲醇净化半的列管阻力增大,入塔气必然走偏流,造成合系统操作等因素的影响,入塔气组分波动大,CO含成」中国煤化工量经常严重超过工艺指标,造成副反应增多,生成CNMH脂肪烃类机会增多,结蜡也就增多化刑扒陈仅装填问题(3)开停车频繁。甲醇装置开车4个月内,甲4.1催化剂钝化不好醇合成塔运行周期平均5天,频繁的开停车使甲醇催化剂钝化结束后打开合成塔卸料口及合成水冷器列管內壁结蜡。合成塔投料开车阶段,由于塔出口法兰,卸出合成塔管内的催化剂时发现催化第3期付邦琨甲醇合成催化剂应用小结剂钝化不好,尤其是合成塔中间区域列管内的催化进行了装置考核,全装置生产能力达到设计能力的剂很热,我们分析造成催化剂钝化效果较差的原因10%,创造了月产超过1万t精甲醇的新纪录,各如下项消耗指标均较低。粗甲醇质量很好,乙醇含量在(1)钝化用压缩空气压力低,空气加入位置在100mg/kg以下,精甲醇的乙醇含量在15mg/kg以联压机循环段人口,而联压机循环段压缩比较小,下。目前合成催化剂在人口温度为198~199℃,累只有1.08,造成催化剂钝化期间系统压力较低,循计运行已13个月,共生产甲醇11.5万t,催化剂活环量小,钝化效果不好。公司拟于下次催化剂钝化性及选择性均较好,精甲醇质量达到国标优级,含时将加空气位置改为联压机合成段入口,这样钝化醇废水中仅见少许石蜡。时系统压力能够得到提高。(2)合成催化剂保护层吹翻,钝化空气偏流,导6第2炉催化剂长停状况下的保护措施致阻力大的催化剂列管钝化效果差2009年以来,甲醇市场不好,公司甲醇装置开4.2合成塔列管内小瓷球和催化剂被卡工率低至不足20%,每年有9个月以上处于长期停合成塔卸料口及气体出口法兰打开后,几乎全车状态。为了更好地保护甲醇催化剂,公司采取了部4741根列管内的小瓷球及催化剂被卡住,在合以下措施。成塔外壁安装振荡器震动仍无效,必须用自制工具(1)延长停车时系统置换时间,提高合成塔催根一根地捅出。因塔内作业空间狭小、环境差,化剂床层停车置换时的分析标准,由正常生产时的该问题增加了巨大的工作量,导致催化剂卸出严重(H2+C0+CO2)%≤0.5%,提高到(H2+CO+超出计划时间,影响了公司的生产及检修计划。小CO2)%≤0.2%,尽可能地除去甲醇催化剂床层的瓷球和催化剂被卡在列管内可能与合成塔压差过有害气体。大或装填质量有关系,目前难以定性分析,只能在(2)长停期间,在甲醇合成塔前循环气过滤器今后的生产实践中积累经验了。出口法兰和合成塔出口短接法兰处加临时盲板,甲4.3催化剂装填的优化醇合成塔封塔,充置换氮气并保持压力在0.2MPa(1)降低合成塔上部保护层高度,将第1次装以上,以保护甲醇催化剂填的350mm改为220mm,为了防止保护层被吹翻,我公司甲醇装置尽管开工率较低,但甲醇催化保护层上铺设不锈钢网,不锈钢网上再压上高度为剂保护措施得当,预计使用寿命将大大超过第1炉100mm的d50mm瓷球。催化剂。(2)合成塔外壁安装2层共6个振荡器,在催化剂装填时多次震动,防止催化剂架桥7结语5第2炉催化剂使用情况由于甲醇装置开工率较低,浩良河公司于2009年实施了合成氨增产扩能改造工程,将甲醇装置富第2炉催化剂的主要工艺指标及其与第1炉催余的合成气改去生产合成氨,减轻了甲醇装置的运化剂工艺指标的对比见表2营压力。第2炉催化剂低负荷生产期之后,对甲醇裝置收稿日期:2013-09-21行业信息中衡骏化公司拟投资建设新疆呼图壁煤炭分质利用氨烃联产项目中国煤化工河南骏马化工有限公司和河南弘康实业有限公司设立的中衡骏化CNMHG资建设煤炭分质利用氨烃联产项目。该项目一期工程位于新疆昌吉州呼图壁县天山工业园煤人的四北即达圾,起占地约为194公顷,工程总投资982603万元,建设周期为2014至2016年。项目利用新疆昌吉州呼图壁县丰富的煤炭资源,以煤为原料建设氨烃联产装置,主体工程包括30万va合成氨、52万ta尿素、10万va三聚氰胺、20万t/a焦油加氢、40万ta混合芳烃装置及自备热电站。项目配套工程包括空压、给排水、供热、储运、供配电、消防、自控、通信等辅助设施。(汪家铭)