论文部分内容阅读
摘要：本文分析了兖州煤业榆林甲醇厂600 kt/a甲醇装置甲醇合成催化剂使用短的原因，提出了解决措施，并在实际运行过程中进行了验证，达到了明显效果。
关键词：甲醇催化剂；合成气副线；结论
兖州煤业榆林能化有限公司600 kt/a甲醇装置采用鲁奇水冷串气冷反应工艺流程，自2009年运行以来，已更换四炉甲醇合成催化剂，目前第五炉甲醇合成催化剂运行稳定。
一、现状及存在问题
鲁奇公司在设计时没有考虑两反应器负荷调节的问题，在甲醇合成催化剂使用初期，甲醇反应90%负荷集中在水冷反应器内进行；在催化剂使用后期，水冷反应器负荷低于65%，反应负荷向气冷反应器转移，且气冷反应器进口温度涨至267℃（初期225℃），气冷反应器壳程甲醇反應剧烈，放热量大，管程冷气体不能及时移走反应热量，加之合成压缩机组循环比小，空速低，气冷反应器催化剂床层温度升高快；催化剂使用后期，气冷反应器催化剂床层温度上涨至305℃（气冷反应器壳程设计温度300℃）。催化剂的活性衰退是先水冷后气冷，造成两反应器内的催化剂活性衰退不同步，从而使甲醇合成催化剂使用寿命缩短至1.5年（设计使用寿命为2.5年）。
二、解决方法
为了延长催化剂使用寿命，提高催化剂使用效能，增强操作弹性，在甲醇合成工艺流程中增加从合成压缩机出口至气冷反应器入口管线，在催化剂使用初期，调节水冷反应器与气冷反应器负荷分配，将部分合成气分配至气冷反应器入口与水冷反应器出口气混合后，进入气冷反应器进行反应。调整目的是一方面降低水冷反应器负荷，减轻合成气中的有毒组分（硫化氢）对水冷反应器催化剂的损害；另一方面降低水冷反应器的生产负荷，充分发挥水冷、气冷两塔催化剂的低温活性，从而使两台反应器的催化剂活性同步衰减，提高整体运行寿命。分配至气冷反应器的合成气量为4万Nm3/h，使水冷反应器负荷与气冷反应器分配负荷比为7：3。
三、实施效果
改造后合成装置接合成气21万Nm3/h，合成气副线流量4万Nm3/h，合成装置运行稳定，现就合成气副线投用后的使用情况总结如下。
1.合成气副线投用后运行数据
1.1 合成气副线投入运行后，全程CO转化率、水冷反应负荷、气冷反应器负荷如下。
从上表可得出：
（1）随着合成气副线流量增加，全程CO转化率由94.9%逐步降低至91.9%；气冷反应器分配负荷比例由11.5%逐步增加至29.4%。
（2）当合成气流量达到4万Nm3/h时，水冷反应器分配负荷与气冷反应器分配负荷比例为7：3（70.6%：29.4%），达到设计负荷分配。
1.2 改造前后催化剂床层温度指标如下。
从上表可得出：
（1）改造前随着催化剂运行，气冷反应器催化剂床层热点温度由241.0℃增加至249.4℃，涨幅为8.4℃。
（2）改造后当合成气副线流量增加至4万Nm3/h时，气冷反应器催化剂床层热点温度上涨13.1℃，较改造前上涨了4.7℃，在正常运行指标范围内。
1.3改造前后甲醇产量、精制气耗量比较如下。
从上表得出，合成气副线改造前、改造后精制气耗量、粗甲醇产量相等。
四、结论
通过甲醇装置合成气副线改造，在甲醇合成催化剂运行过程中，引4万Nm3/h合成气（合成气共20万Nm3/h）直接到气冷反应器壳程，可将气冷反应器分配负荷由11.5%逐步增加至29.4%，从而使水冷反应器分配负荷由88.5%降至70.6%，达到了设计要求的水冷反应器分配负荷与气冷反应器分配负荷比例为7：3，从而使水冷反应器、气冷反应器催化剂活性同步衰减，使我厂甲醇合成催化剂使用寿命由1.5年提高至设计寿命2.5年，延长甲醇合成催化剂整体运行寿命。
作者简介：
孙占买（1984-），男，工程师，陕西榆林人。
关键词：甲醇催化剂；合成气副线；结论
兖州煤业榆林能化有限公司600 kt/a甲醇装置采用鲁奇水冷串气冷反应工艺流程，自2009年运行以来，已更换四炉甲醇合成催化剂，目前第五炉甲醇合成催化剂运行稳定。
一、现状及存在问题
鲁奇公司在设计时没有考虑两反应器负荷调节的问题，在甲醇合成催化剂使用初期，甲醇反应90%负荷集中在水冷反应器内进行；在催化剂使用后期，水冷反应器负荷低于65%，反应负荷向气冷反应器转移，且气冷反应器进口温度涨至267℃（初期225℃），气冷反应器壳程甲醇反應剧烈，放热量大，管程冷气体不能及时移走反应热量，加之合成压缩机组循环比小，空速低，气冷反应器催化剂床层温度升高快；催化剂使用后期，气冷反应器催化剂床层温度上涨至305℃（气冷反应器壳程设计温度300℃）。催化剂的活性衰退是先水冷后气冷，造成两反应器内的催化剂活性衰退不同步，从而使甲醇合成催化剂使用寿命缩短至1.5年（设计使用寿命为2.5年）。
二、解决方法
为了延长催化剂使用寿命，提高催化剂使用效能，增强操作弹性，在甲醇合成工艺流程中增加从合成压缩机出口至气冷反应器入口管线，在催化剂使用初期，调节水冷反应器与气冷反应器负荷分配，将部分合成气分配至气冷反应器入口与水冷反应器出口气混合后，进入气冷反应器进行反应。调整目的是一方面降低水冷反应器负荷，减轻合成气中的有毒组分（硫化氢）对水冷反应器催化剂的损害；另一方面降低水冷反应器的生产负荷，充分发挥水冷、气冷两塔催化剂的低温活性，从而使两台反应器的催化剂活性同步衰减，提高整体运行寿命。分配至气冷反应器的合成气量为4万Nm3/h，使水冷反应器负荷与气冷反应器分配负荷比为7：3。
三、实施效果
改造后合成装置接合成气21万Nm3/h，合成气副线流量4万Nm3/h，合成装置运行稳定，现就合成气副线投用后的使用情况总结如下。
1.合成气副线投用后运行数据
1.1 合成气副线投入运行后，全程CO转化率、水冷反应负荷、气冷反应器负荷如下。
从上表可得出：
（1）随着合成气副线流量增加，全程CO转化率由94.9%逐步降低至91.9%；气冷反应器分配负荷比例由11.5%逐步增加至29.4%。
（2）当合成气流量达到4万Nm3/h时，水冷反应器分配负荷与气冷反应器分配负荷比例为7：3（70.6%：29.4%），达到设计负荷分配。
1.2 改造前后催化剂床层温度指标如下。
从上表可得出：
（1）改造前随着催化剂运行，气冷反应器催化剂床层热点温度由241.0℃增加至249.4℃，涨幅为8.4℃。
（2）改造后当合成气副线流量增加至4万Nm3/h时，气冷反应器催化剂床层热点温度上涨13.1℃，较改造前上涨了4.7℃，在正常运行指标范围内。
1.3改造前后甲醇产量、精制气耗量比较如下。
从上表得出，合成气副线改造前、改造后精制气耗量、粗甲醇产量相等。
四、结论
通过甲醇装置合成气副线改造，在甲醇合成催化剂运行过程中，引4万Nm3/h合成气（合成气共20万Nm3/h）直接到气冷反应器壳程，可将气冷反应器分配负荷由11.5%逐步增加至29.4%，从而使水冷反应器分配负荷由88.5%降至70.6%，达到了设计要求的水冷反应器分配负荷与气冷反应器分配负荷比例为7：3，从而使水冷反应器、气冷反应器催化剂活性同步衰减，使我厂甲醇合成催化剂使用寿命由1.5年提高至设计寿命2.5年，延长甲醇合成催化剂整体运行寿命。
作者简介：
孙占买（1984-），男，工程师，陕西榆林人。