DC207型甲醇合成催化剂升温还原总结

余学军 杨 炎

(晋煤湖北三宁化工股份有限公司 湖北枝江443206)

湖北三宁化工股份有限公司氮肥厂具有年产200 kt氨醇、300 kt碳酸氢铵的生产能力，匹配1套中压甲醇系统。中压甲醇系统2#甲醇合成塔装填了由临朐瑞祥精细化工有限公司生产的DC 207型甲醇合成催化剂，于2014年1月5日升温还原结束后并入生产系统，投入生产运行以来，效果良好。

1 中压甲醇系统概况

该套中压甲醇系统由1#(Φ1 400 mm)和2#(Φ1 200 mm)甲醇合成塔及其相应的换热、分离设备组成，系统压力为13.5 MPa，按最大产醇量为60 kt/a设计，2台甲醇合成塔可串、可并、可倒，醇氨比可根据市场行情进行调节。2#甲醇合成塔单塔工艺流程示意见图1。

来自压缩机五段的新鲜气体经塔前油分器分离油污杂质后进入1#和2#甲醇合成塔进行反应，反应后的气体进入冷却排管进行热交换，然后进入醇分塔进行气液分离，所得粗甲醇进入中间槽贮存计量，剩下气体一部分进行系统循环，另一部

图1 2#甲醇合成塔单塔工艺流程示意

分作为另一塔原料气进行反应，然后经冷却排管、醇分塔，一部分气体再参加系统循环，醇后气全部经过醇洗塔净化处理，所得稀甲醇回收至精醇岗位，气体送至精炼工段。

2#甲醇合成塔主要设备参数见表1。

2 催化剂的升温还原

2.1 催化剂升温还原方案

更换甲醇合成催化剂期间，1#甲醇合成塔正常生产，2#甲醇合成塔装填DC 207型甲醇合成催化剂14 t。DC 207型甲醇合成催化剂的特性：褐黑色圆柱体，粒度为Φ5.0 mm，堆密度为1.4～1.6 g/cm3，径向抗压碎强度≥145 N/cm，比表面积70～90 m2/g。

表1 2#甲醇合成塔主要设备参数

选用膜提氢装置中间氢氮气作为原料气，气体成分：φ(H2)≥60%，φ(CO+CO2)≤25×10-6。由临朐瑞祥精细化工有限公司提供的催化剂升温还原方案见表2。

表2 催化剂升温还原方案

2.2 催化剂升温还原过程

系统加盲板与外系统隔绝，防止CO等有害气体漏入系统。用体积分数99.9%的氮气置换系统，使系统中氧体积分数低于0.2%，再向系统充膜提氢装置的中间氢氮气升压至5 MPa，开启循环机并加满循环量后，调节电加热器负荷按预定方案进行催化剂升温还原。升温还原期间，每4 h分析1次入塔气中CO，CO2及H2含量。床层温度达60 ℃时，试放水，以后每0.5 h放水1次，认真称量并做好记录。升温还原中，以半小时出水量作为调控温度的主要参考依据，超标时恒温；在连续2次小于指标的情况下，才能提高1～2 ℃。80 ℃以后，应每4 h分析1次出塔气中CO2含量，当φ(CO2)≥1%时，在保证塔压稳定的前提下，采取连排连补的方式，通过甲醇合成塔塔后放空来降低出塔气中CO2含量。控制平面温差在1～2 ℃，轴向温差<15 ℃。60～100 ℃时，出水量应该达到理论出水量的50%左右。100 ℃ 左右时，注意观察温度变化，如温度波动不稳或停滞不升，可能热电偶套管有水，应及时处理。床层温度升至140～160 ℃，进入催化剂还原的第2个反应高峰期，此时升温速率要小，同时应及时补气以稳定系统压力，并保证足够空速。240 ℃ 时，如连续3次出水量<6 kg/h或合成塔进、出口氢气含量相等，还原结束。还原结束后，按方案恒温。恒温结束后换气，换气要求：压力10.0～13.5 MPa，升压速率不能>0.2 MPa/min；换气时，入塔气的CO起始体积分数应≤0.5%，且上升不能太快。换气结束后转为轻负荷运行，轻负荷运行条件：热点温度(230±5) ℃，入塔气中φ(CO)≤3.0%，入塔气压力10.0～13.5 MPa，升压速率0.2～0.5 MPa/min，运行1台循环机。

3 系统初运行情况

升温还原结束后并入系统，系统运行平稳、操作简单，新鲜气气量折185 m3/min的6 M32型压缩机3台，1台循环机运行。系统压力10.5～13.5 MPa，热点温度(240±5) ℃，系统进口气体：φ(CO)在1.0%～3.0%，φ(CO2)<1.0%；系统出口气体：φ(CO)≤0.5%，φ(CO2)≤0.4%。

4 升温还原操作要求和意外情况处理

(1)升温还原要求在高氢、高空速、低水汽含量和低温还原的条件下进行。

(2)升温应缓慢，还原速度应均衡，必须严格将半小时出水量控制在指标范围内；严格控制床层温度、入塔压力、气体成分，并保持循环量的稳定；出水量少时，可适当提温；出水量高时，应减缓升温速率或恒温。

(3)升温还原初期，应密切注意床层温度，及时分析入塔气中各种组分的含量，根据分析数据、床层温度、出水情况来控制还原的进度，防止因阀门失灵、流量不准、分析失误等因素烧坏催化剂。

(4)还原过程中，若出现停电或循环机故障，应立即停止补氢，切断电炉电源，并在甲醇合成塔塔后卸压放空，及时移出反应生成的水，以减少因催化剂反复氧化而造成活性下降。

(5)密切观察出水的颜色，如果过滤后为蓝色，则为氨含量超标，应及时采取相应处理措施。