在工业生产中, 甲醇合成催化剂的应用较为广泛。在实际应用的过程中, 受到净化系统气量的限制, 极易造成甲醇合成气中氢气成分含量不足, 影响催化剂的活性。对此需要结合实际情况, 做好工艺改进, 做好运行环境优化, 以延长甲醇合成催化剂使用寿命。
某公司10万t/a甲醇合成塔使用的是φ3400mm等温反应器, 其中1#炉甲醇合成催化剂已经运行9年, 现对合成催化剂使用情况, 进行总结。甲醇合成气经过联合压缩机合成段压缩, 和甲醇分离器, 进行循环气混合, 接着经过联压机循环段, 进行压缩处理, 利用玄幻器过滤器, 经过滤油处理, 进入到塔气预热器, 进行后期处理, 循环使用。
此甲醇合成塔初期运行时, 温度在198-199℃范围内, 运行3个月后, 出现严重结蜡问题, 分离器出口温度>45℃, 造成停机故障。经过多次维修检查, 将入口温度提升到210℃以上、出口温度提升到233℃以上, 解决了水冷器结蜡问题。问题总结:由于系统铁杂质较多、合成塔入口气体组分影响、频繁开停车等, 造成此问题, 是多数厂家类似装置常见的问题,
甲醇合成塔导投料1个半月后, 对粗甲醇中的乙醇含量进行分析, 发现含量过高, 最高能够达到5000mg/kg以上, 使得精甲醇产品存在乙醇含量高的问题, 降低了产品的市场竞争力, 同时增加了精馏环节的消耗。此问题主要是由于装置运行稳定性差、开停车频繁等因素造成的, 加之水冷器结蜡问题较为严重。通过提升装置运行的稳定性, 将乙醇含量逐步控制在1500mg/kg以下, 使得产品出口质量能够达到生产标准。
甲醇合成催化剂投入使用1年后, 合成塔压差不断升高, 动辄超过工艺指标, 即>250k Pa。此问题原因包括:入塔气体组分不够稳定;催化剂过于粉碎;合成塔内部气流偏流。对于问题采取的是增大驰放气量, 将连压机循环段近路打开, 实现氢碳比控制。此方法在副作用较大, 非最佳处理方法, 需要继续研究处理方法。
在选择催化剂时, 需要综合分析, 从低温活性与操作压力等方面, 做好全面的分析。通常工业生产使用的甲醇合成催化剂, 主要包括锌铬催化剂以及铜基催化剂。其中铜基催化剂具有活性低的特点, 操作温度通常在210-290℃范围内, 操作压力通常在5-10MPa范围内。此类型催化剂具有较好的活性与反应温度低等优势, 使用范围较为广泛, 便于操作。在相同的出口甲醇浓度条件下, 铜基催化剂需要的压力低, 而在相同的压力条件下, 使用铜基催化剂的出口甲醇, 其浓度较高, 生产的粗甲醇纯度高, 是甲醇生产企业优选的催化剂。
考虑到催化剂极易受潮, 使其活性降低。若发生摔碰或者翻滚等情况, 会使得催化剂破碎, 使得床层阻力与消耗量增加, 降低甲醇生产产量, 使得催化剂寿命受到影响。基于此, 在催化剂运输与存储环节, 要做好密封处理与防潮处理, 避免催化剂被污染与摔碰。
因为催化剂装填的质量, 直接影响其使用寿命。对此需要加强以下要点的把控:1) 在装填前, 要利用吹灰设备, 将反应器粉尘与污物清理干净。2) 按照甲醇反应器使用要求, 合理选择设备尺寸, 以支撑铜基催化剂数量以及铝惰性材料, 按照装填要求, 将材料装填到指定位置, 提高甲醇催化剂使用效率。3) 在装填作业前, 必要时需要做好过筛处理, 将粉尘与碎片等及时清理出去, 降低床层阻力。
通常甲醇催化剂的使用, 需要经过还原, 才能够使其具有活性。甲醇催化剂还原的效果如何, 直接影响着其使用的寿命。若能够有效还原, 则催化剂晶粒小、孔隙率较高, 具有使用寿命长与低温活性高等特点。基于此, 需要合理选择还原方法, 控制好还原条件, 以确保能够充分发挥甲醇催化剂的性能, 延长其使用寿命。在还原的过程中需要加强以下要点的把控:1) 控制有害气体含量。2) 控制还原气含量。3) 加强出水量控制。
在生产过程中, 需要加强甲醇催化剂使用管理, 以增长催化剂的使用寿命。这需要加强生产工艺指标的管理, 做好净化气总硫含量的把控, 要保证H2S+COS≤1.5×10-4mg/L, 切不可高硫送气。同时需要做好定期检修工作, 重点校验净化装置出口硫分析仪、仪表警报系统等, 在维修期间, 要避免催化剂与水或者含硫气体等的接触, 以此确保催化剂的物理性与活性。除此之外, 还需要减少停开车的次数, 避免损坏催化剂的活性。
综上所述, 甲醇装置运行的过程中, 极易发生运行故障, 为保护甲醇催化剂, 需要做好定期检查工作, 做好装置改进处理, 以减少运行时装置对催化剂性能的影响。同时还需要合理选择催化剂, 加强装填质量的控制等, 以保障催化剂的质量。
摘要：针对甲醇合成催化剂使用相关内容, 进行经验总结, 提出在使用过程中常见的问题, 提出优化措施, 以获得运行效果。为了能够延长甲醇合成催化剂使用寿命, 要选择低温活性的材料, 做好运输与装填环节等的管理, 做好使用全过程的管理, 以确保催化剂的质量。
关键词：甲醇合成催化剂,使用经验,使用管理,使用寿命
[1] 付邦琨.甲醇合成催化剂应用小结[J].化肥设计, 2014 (03) :41-43.
[2] 代红亮.延长甲醇合成催化剂正常使用寿命问题的探讨[J].广州化工, 2015 (08) :185-187.
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