第二。当合成部分开车时,MGC催化剂允许合成塔用转化气加压加热而不会产生石蜡和其他麻烦。
因此,合成部分开车时没有必要用高压氮气来进行,也不用花很长时间来清除塔内的惰性气体。这个特点使得设备达到满负荷的时间极大缩短。
第三。催化剂装卸万便。由于管径大,SPC上端与底部均设人孔,催化剂装填方便。卸载时只要将套管的下封头拔掉,催化剂自动落下,更加方便。一般装填需5天,即载时只需2天。
3、MGC合成催化剂对富碳合成气的高活性
甲醇合成的化学计量比如下表:
甲醇合成的化学计量比
合成方程式
CO+2H2→CH3OH △H=-21.6kal/g-mol
CO2+3H2→CH3OH+H2O △H=11.8kal/g-mol
摩尔比=[H2]/2[CO]+3[CO2]
(1)从天然气得到转化气 摩尔比=1.5
(2)按化学计量合成反应 摩尔比=1.0
众所周知,甲醇合成反应的计量可以用摩尔比来表示,它是H2和C氧化物的化学计量比。理想的甲醇合成的摩尔比当然如上表中(2)式所示为 1.0,但是一般由转化装置出来的转化气的摩尔比为1.5。
由天然气或焦炉气产生的合成气中H2含量过量,富余的H2不仅在合成圈中与惰性气体(CH4和N2等)一起放空,而且需要更大尺寸的设备和管道,增加循环机和透平的能耗。
现在很多的甲醇工艺提供者都采用补碳工艺或先进的转化工艺以生成富碳的合成气,使摩尔比接近1.0。
然而,富碳的合成气会使一般的催化剂在高转化率的条件下中毒,降低催化剂寿命。国内外的大多催化剂均有此缺点。
富碳台成气对过去催化剂活性的损害试验
试验条件:均在相同的STY和SV条件下
MGC实验室研究了几种富碳的合成气样品对原来的催化剂活性和寿命的影响。上图为试验结果,三条曲线表示了在相同的STY和SV条件下,富碳合成气对MGC旧催化剂活性的影响。水平轴3000个小时的试验时间与实际甲醇设备3年的操作时间对应。把催化剂活性0.9看作是甲醇厂经济运行的下限。
我们把G-1看作是一般含碳量的合成气对催化剂的活性影响标准曲线,以与更高含碳量的合成气相比较。"CO:CO2=5%:5%"是指合成气中CO和CO2的含量均为5%。
G-2线与使用补碳工艺的情况相对应,合成气中CO含量为8%,CO2含量为6.4%。催化剂活性的衰减大约为G-l线的2倍。
G-3线为假设的含碳量很高的情况,含有5%的CO和 15%的CO2。催化剂活性的衰减为G-l线的6倍。从这个试验可以看出,合成气中高的含碳量在高转化率条件下会使一般的催化剂活性下降。
富碳台成气对新的催化剂活性的影响
试验条件:均在相同的STY和sv条件下
为了打破这种规律,满足甲醇工艺中高含碳量合成气的合成催化剂需求,MGC成功的开发出了新型的催化剂,可以适应合成气中高的含碳量,如上图所示。
这种催化剂作用于高的含碳量的合成气时,其活性和效率与作用于一般合成气时相同。显然,新的催化剂在富碳条件下其效率会远远大于40,000ton-MeOH/m3-cata。