第52卷第3期化肥設(shè)計June 20142014年6月Chemical Fertilizer Design●41甲醇合成催化劑應(yīng)用小結(jié)付邦琨(黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司,黑龍江伊春153103)摘要:介紹了黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司甲醇合成系統(tǒng)的工藝流程和主要設(shè)備;分析了甲醇合成塔第1爐催化劑使用過程中出現(xiàn)的問題;總結(jié)了第2爐催化劑使用過程中的優(yōu)化措施及運行效果;提出了第2爐催化劑在甲醇裝置開工率較低情況下的保護措施。關(guān)鍵詞:甲醇合成;催化劑;應(yīng)用doi : 10.3969/j. issn.1004 - 8901. 2014. 03. 012中圖分類號: TQ426. 64.文獻標(biāo)識碼:B文 章編號:1004 - 8901 (2014)03 -0041 -03Applicationand Summarization of Methanol Synthesis CatalystFU Bang- kun( Haolianghe Chemical Fertilizer Sub- company, Heilongjiang Beidahuang Agriculture Stock Company Ld.，Yichun Heilongjiang 153103 China)Abstract : Author has introduced the process flow and the main equipment of methanol synthesis system in Haolianghe Chemical Fertilizer Sub-compa-ny, Heilongjiang Beidahuang Agriculture Stock Company Ltd. ; 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 furnace.Key words:methanol synthesis; catalyst; applicationdoi;10. 3969/j. isn.1004 - 8901.2014.03.012黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥貯罐,閃蒸氣送火炬放空。分公司10萬/a甲醇合成塔采用φ3400mm等溫2主要設(shè)備規(guī)格及工藝指標(biāo)反應(yīng)器,第1爐甲醇合成催化劑運行2年,2008年大檢修期間更換了甲醇合成催化劑，以下將合成催主要設(shè)備規(guī)格見表1,主要工藝指標(biāo)見表2?；瘎┑氖褂?、更換情況小結(jié)如下。表1主要設(shè)備規(guī)格1工藝流程序號設(shè)備名稱規(guī)格1 甲醇合成塔φ內(nèi)3 400 mm,H≈11 124 mm .甲醇合成氣凈化系統(tǒng)采用中溫部分一氧化碳.反應(yīng)管:φ38 mm x2 mm,n =4 741根,L =變換、中溫有機硫水解、濕法脫硫、熱鉀堿脫碳、常6000mm,內(nèi)裝觸媒:27.5m3溫有機硫水解、常溫氧化鋅脫硫。為了節(jié)省工程投汽包φ1 200 mm,V=6 m3資,該凈化裝置由浩良河分公司2套閑置的合成氨3入塔氣預(yù)熱器 φμ1400 mm,H≈16152 mm .凈化裝置改造而來。換熱管:φ14 x2 mm,n=3 760根,L=11 500 mm甲醇合成氣經(jīng)聯(lián)合壓縮機合成段壓縮與甲醇3甲醇水冷器中內(nèi)1200mm,L≈9736mm分離器來循環(huán)氣混合,再經(jīng)聯(lián)壓機循環(huán)段壓縮,經(jīng)換熱管:19 mm x2 mm,n=1 737根,L =7000 mm,由循環(huán)氣過濾器濾油后,進人塔氣預(yù)熱器預(yù)熱后進換熱面積:F =698. 1 m2人甲醇合成塔，出塔氣經(jīng)人塔氣預(yù)熱器預(yù)熱甲醇合4甲醇分離器φ內(nèi)2200 mm,H≈7935 mm,V≈21.34 m' ,內(nèi)設(shè)成人塔氣后進人甲醇水冷器、經(jīng)甲醇分離器分離甲高效除沫網(wǎng)δ=150mm.醇和水后,循環(huán)氣返回聯(lián)合壓縮機循環(huán)段壓縮,循環(huán)使用。弛放氣送合成氨凈化裝置- -低變前。甲作者簡介:付邦琨(1978年-),男,黑龍江伊春人,2001年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè),工程師,現(xiàn)從事甲醇裝置生產(chǎn)技醇分離器內(nèi)的粗甲醇經(jīng)閃蒸槽閃蒸后送往粗甲醇術(shù)管理工作?！?2●化肥設(shè)計2014年第52卷續(xù)表人塔氣量突然增大,合成塔人口溫度有降低的過序號設(shè)備名稱規(guī)格程,低溫反應(yīng)氣進人催化劑床層時易產(chǎn)生石蠟。停.聯(lián)合壓縮機M-17/22 - 47.6-63/47.5 -51.5,附電機:車階段,系統(tǒng)置換不及時、不徹底,殘余的C0、H2通N=1600 kW過合成塔低溫反應(yīng)區(qū)也易產(chǎn)生石蠟。合成段:Q = 19860 m2/h,循環(huán)段:Q= 153 5803.2粗甲醇中乙醇含量過高m'/h甲醇合成塔導(dǎo)投料1個月后,我公司開始分析6循環(huán)器過濾器DNI800mm,H≈7500mm,內(nèi)設(shè)微濾膜、超粗甲醇中的乙醇含量,分析結(jié)果始終較高,平均達濾膜到1 500 mg/kg以上，最高達到5000 mg/kg以上,使表2主要工藝指標(biāo)得一段時間內(nèi)精甲醇產(chǎn)品中乙醇含量高達200 mg/kg之上,不僅增加了精餾過程的消耗,而且降低了甲第1爐第2爐催化劑序號項目催化劑(110%負荷)醇產(chǎn)品在市場上的競爭力。合成塔壓差/kPa .< 200150粗甲醇中的乙醇含量是判斷甲醇合成反應(yīng)副2合成塔 人口壓力/MPa4.5.5反應(yīng)多少的主要依據(jù)。我公司甲醇開車以來的半年內(nèi),由于裝置穩(wěn)定性能較差,開停車及加減負荷3弛放 氣壓力/MPa .4.4.3頻繁,氣體組分經(jīng)常波動,甲醇水冷器結(jié)蠟嚴(yán)重,4合成塔入口溫度/C195 ~ 220196~ 197粗甲醇中乙醇含量過高也是難以避免的。隨著甲5合 成塔出口溫度/C220 ~ 26024醇裝置運行穩(wěn)定性的提高,粗甲醇中的乙醇含量6合成塔殼層爐水溫度/C 220 ~26022逐漸降低至1 500 mg/kg以下,精甲醇中的乙醇含7人塔氣CO含量/%6~85~7量也降至50mg/kg以下,能夠達到產(chǎn)品出口的質(zhì)8人塔氣CO2含量/%2~64~6量要求。3.3甲醇合 成塔壓差過高3第1爐催化劑運行中出現(xiàn)的問題甲醇催化劑使用1年后,甲醇合成塔壓差逐漸升高,經(jīng)常超過設(shè)備要求的工藝指標(biāo)250kPa。為了3.1甲醇水冷器結(jié)蠟2006年11月3日甲醇合成塔開始投入生產(chǎn)，降低壓差,被迫增大弛放氣量,打開聯(lián)壓機循環(huán)段初始溫度198 ~199 C,運行2個月后,甲醇水冷器近路,控制較高的氫碳比，嚴(yán)重時造成系統(tǒng)減負荷結(jié)蠟嚴(yán)重,甲醇分離器出口溫度高達45C,系統(tǒng)難運行。以上一些做法,最終導(dǎo)致甲醇聯(lián)壓機功耗增以運行,被迫停車疏通水冷器列管。后來多次打開大,噸甲醇耗新鮮氣量增大。造成甲醇合成塔壓差大的原因主要有以下幾個原因。水冷器檢查,結(jié)蠟程度逐漸減輕，至催化劑運行4(1).人塔氣體組分不穩(wěn)定,其中碳含量或惰性個月后,甲醇合成塔人口溫度提高到210 C以上，出氣體含量高限波動時,造成合成塔壓差高。口溫度233C以上,甲醇水冷器不再結(jié)蠟。(2)催化劑粉碎。開停車及負荷調(diào)整頻繁,造經(jīng)過分析以及對其他廠家相似裝置情況的了成部分觸媒粉化,從合成塔出口管線導(dǎo)淋、甲醇分解,同時與第2爐催化劑使用3個月的情況進行比離器導(dǎo)淋以及與精餾塔底部等發(fā)現(xiàn)很多催化劑粉較,得出甲醇水冷器結(jié)蠟的主要原因。末。催化劑粉碎增大了催化劑床層阻力,造成合成(1)系統(tǒng)鐵雜質(zhì)多。開車初期合成塔人口溫度塔壓差過高。較低,聯(lián)壓機及合成塔人口管道材質(zhì)均為碳鋼，系(3)合成塔內(nèi)氣體偏流。更換催化劑時發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)鐵雜質(zhì)清除不徹底,原料氣中的CO與鐵反應(yīng)生合成塔上保護層被吹翻,高速氣流在合成塔上部中成Fe(CO),羰基鐵,具備了產(chǎn)生石蠟的條件。間位置形成一-個催化劑包,導(dǎo)致合成塔中部占總數(shù)(2)合成塔人口氣體組分的影響。受甲醇凈化-半的列管阻力增大,入塔氣必然走偏流,造成合系統(tǒng)操作等因素的影響,人塔氣組分波動大,CO含成塔壓差增大。量經(jīng)常嚴(yán)重超過工藝指標(biāo),造成副反應(yīng)增多,生成4第1 爐催化劑扒除及裝填問題;脂肪烴類機會增多,結(jié)蠟也就增多。(3)開停車頻繁。甲醇裝置開車4個月內(nèi),甲4.1催化劑鈍化不好醇合成塔運行周期平均5天,頻繁的開停車使甲醇催化劑鈍化結(jié)束后打開合成塔卸料口及合成水冷器列管內(nèi)壁結(jié)蠟。合成塔投料開車階段,由于塔出口法蘭,卸出合成塔管內(nèi)的催化劑時發(fā)現(xiàn)催化第3期付邦琨甲醇合成催化劑應(yīng)用小結(jié)●43●劑鈍化不好,尤其是合成塔中間區(qū)域列管內(nèi)的催化進行了裝置考核,全裝置生產(chǎn)能力達到設(shè)計能力的劑很熱，我們分析造成催化劑鈍化效果較差的原因110%，創(chuàng)造了月產(chǎn)超過1萬t精甲醇的新紀(jì)錄,各如下。項消耗指標(biāo)均較低。粗甲醇質(zhì)量很好,乙醇含量在(1)鈍化用壓縮空氣壓力低,空氣加入位置在100 mg/kg以下,精甲醇的乙醇含量在15 mg/kg以聯(lián)壓機循環(huán)段人口,而聯(lián)壓機循環(huán)段壓縮比較小，下。目前合成催化劑在人口溫度為198~199 C,累.只有1. 08 ,造成催化劑鈍化期間系統(tǒng)壓力較低，循計運行已13個月,共生產(chǎn)甲醇11.5萬t, 催化劑活環(huán)量小,鈍化效果不好。公司擬于下次催化劑鈍化性及選擇性均較好,精甲醇質(zhì)量達到國標(biāo)優(yōu)級,含時將加空氣位置改為聯(lián)壓機合成段入口,這樣鈍化醇廢水中僅見少許石蠟。時系統(tǒng)壓力能夠得到提高。(2)合成催化劑保護層吹翻，鈍化空氣偏流,導(dǎo)6第2爐催化劑長停狀況下的保護措施致阻力大的催化劑列管鈍化效果差。2009年以來,甲醇市場不好，公司甲醇裝置開4.2 合成塔列管內(nèi)小瓷球和催化劑被卡工率低至不足20% , 每年有9個月以上處于長期停合成塔卸料口及氣體出口法蘭打開后,幾乎全車狀態(tài)。為了更好地保護甲醇催化劑，公司采取了部4 741根列管內(nèi)的小瓷球及催化劑被卡住,在合以下措施。成塔外壁安裝振蕩器震動仍無效，必須用自制工具(1)延長停車時系統(tǒng)置換時間,提高合成塔催-根一根地捅出。因塔內(nèi)作業(yè)空間狹小、環(huán)境差,化劑床層停車置換時的分析標(biāo)準(zhǔn),由正常生產(chǎn)時的該問題增加了巨大的工作量,導(dǎo)致催化劑卸出嚴(yán)重(H2 +CO + CO2)%≤0.5%,提高到(H2 +CO +超出計劃時間,影響了公司的生產(chǎn)及檢修計劃。小CO2)%≤0.2%,盡可能地除去甲醇催化劑床層的瓷球和催化劑被卡在列管內(nèi)可能與合成塔壓差過有害氣體。大或裝填質(zhì)量有關(guān)系，目前難以定性分析,只能在(2)長停期間,在甲醇合成塔前循環(huán)氣過濾器今后的生產(chǎn)實踐中積累經(jīng)驗了。出口法蘭和合成塔出口短接法蘭處加臨時盲板,甲4.3催化劑裝填的優(yōu)化醇合成塔封塔,充置換氮氣并保持壓力在0.2 MPa(1)降低合成塔.上部保護層高度,將第1次裝以上,以保護甲醇催化劑。填的350mm改為220mm,為了防止保護層被吹翻,我公司甲醇裝置盡管開工率較低,但甲醇催化保護層.上鋪設(shè)不銹鋼網(wǎng),不銹鋼網(wǎng)上再壓上高度為劑保護措施得當(dāng),預(yù)計使用壽命將大大超過第1爐100mm的φ50mm瓷球。催化劑。(2)合成塔外璧安裝2層共6個振蕩器,在催7結(jié)語化劑裝填時多次震動,防止催化劑架橋。由于甲醇裝置開工率較低,浩良河公司于20095第2 爐催化劑使用情況年實施了合成氨增產(chǎn)擴能改造工程將甲醇裝置富第2爐催化劑的主要工藝指標(biāo)及其與第1爐催余的合成氣改去生產(chǎn)合成氨,減輕了甲醇裝置的運化劑工藝指標(biāo)的對比見表2。營壓力。第2爐催化劑低負荷生產(chǎn)期之后,對甲醇裝置收稿日期: 2013-09-21行業(yè)信息中衡駿化公司擬投資建設(shè)新疆呼圖壁煤炭分質(zhì)利用氨烴聯(lián)產(chǎn)項目河南駿馬化工有限公司和河南弘康實業(yè)有限公司設(shè)立的中衡駿化能源科技股份有限公司擬投資建設(shè)煤炭分質(zhì)利用氨烴聯(lián)產(chǎn)項目。該項目一期工程位于新疆昌吉州呼圖壁縣天山工業(yè)園煤化工產(chǎn)業(yè)區(qū)的西北部區(qū)域,總占地約為194公頃,工程總投資982603萬元,建設(shè)周期為2014至2016年。項目利用新疆昌吉州呼圖壁縣豐富的煤炭資源,以煤為原料建設(shè)氨烴聯(lián)產(chǎn)裝置,主體工程包括30萬Va合成氨.52萬Va尿素.10萬Va三聚氰胺.20萬Va焦油加氫、40萬Va混合芳烴裝置及自備熱電站。項目配套工程包括空壓給排水、供熱、儲運、供配電、消防、自控通信等輔助設(shè)施。(汪家銘)