關于甲醇合成催化劑使用經(jīng)驗總結及問題分析

王海勇（新疆廣匯新能源有限公司,新疆 哈密 839303）

摘 要：針對甲醇合成催化劑使用相關內容，進行經(jīng)驗總結，提出在使用過程中常見的問題，提出優(yōu)化措施，以獲得運行效果。為了能夠延長甲醇合成催化劑使用壽命，要選擇低溫活性的材料，做好運輸與裝填環(huán)節(jié)等的管理，做好使用全過程的管理，以確保催化劑的質量。

關鍵詞：甲醇合成催化劑；使用經(jīng)驗；使用管理；使用壽命

        在工業(yè)生產(chǎn)中，甲醇合成催化劑的應用較為廣泛。在實際應用的過程中，受到凈化系統(tǒng)氣量的限制，極易造成甲醇合成氣中氫氣成分含量不足，影響催化劑的活性。對此需要結合實際情況，做好工藝改進，做好運行環(huán)境優(yōu)化，以延長甲醇合成催化劑使用壽命

1 工藝流程概述

        某公司10萬t/a 甲醇合成塔使用的是φ3400mm等溫反應器，其中1#爐甲醇合成催化劑已經(jīng)運行9年，現(xiàn)對合成催化劑使用情況，進行總結。甲醇合成氣經(jīng)過聯(lián)合壓縮機合成段壓縮，和甲醇分離器，進行循環(huán)氣混合，接著經(jīng)過聯(lián)壓機循環(huán)段，進行壓縮處理，利用玄幻器過濾器，經(jīng)過濾油處理，進入到塔氣預熱器，進行后期處理，循環(huán)使用

2 甲醇合成催化劑運行常見問題分析

2.1 甲醇水冷器結蠟

        此甲醇合成塔初期運行時，溫度在198-199℃范圍內，運行3個月后，出現(xiàn)嚴重結蠟問題，分離器出口溫度＞45℃，造成停機故障。經(jīng)過多次維修檢查，將入口溫度提升到210℃以上、出口溫度提升到233℃以上，解決了水冷器結蠟問題。問題總結：由于系統(tǒng)鐵雜質較多、合成塔入口氣體組分影響、頻繁開停車等，造成此問題，是多數(shù)廠家類似裝置常見的問題

2.2 乙醇含量較高

        甲醇合成塔導投料1個半月后，對粗甲醇中的乙醇含量進行分析，發(fā)現(xiàn)含量過高，最高能夠達到5000mg/kg以上，使得精甲醇產(chǎn)品存在乙醇含量高的問題，降低了產(chǎn)品的市場競爭力，同時增加了精餾環(huán)節(jié)的消耗。此問題主要是由于裝置運行穩(wěn)定性差、開停車頻繁等因素造成的，加之水冷器結蠟問題較為嚴重。通過提升裝置運行的穩(wěn)定性，將乙醇含量逐步控制在1500mg/kg以下，使得產(chǎn)品出口質量能夠達到生產(chǎn)標準。

2.3 合成塔壓差較高

        甲醇合成催化劑投入使用1年后，合成塔壓差不斷升高，動輒超過工藝指標，即＞250kPa。此問題原因包括：入塔氣體組分不夠穩(wěn)定；催化劑過于粉碎；合成塔內部氣流偏流。對于問題采取的是增大馳放氣量，將連壓機循環(huán)段近路打開，實現(xiàn)氫碳比控制。此方法在副作用較大，非最佳處理方法，需要繼續(xù)研究處理方法。

3 延長甲醇合成催化劑使用壽命的策略

3.1 合理選擇催化劑

        在選擇催化劑時，需要綜合分析，從低溫活性與操作壓力等方面，做好全面的分析。通常工業(yè)生產(chǎn)使用的甲醇合成催化劑，主要包括鋅鉻催化劑以及銅基催化劑。其中銅基催化劑具有活性低的特點，操作溫度通常在210-290℃范圍內，操作壓力通常在5-10MPa范圍內。此類型催化劑具有較好的活性與反應溫度低等優(yōu)勢，使用范圍較為廣泛，便于操作。在相同的出口甲醇濃度條件下，銅基催化劑需要的壓力低，而在相同的壓力條件下，使用銅基催化劑的出口甲醇，其濃度較高，生產(chǎn)的粗甲醇純度高，是甲醇生產(chǎn)企業(yè)優(yōu)選的催化劑。

3.2 加強催化劑保存管理

        考慮到催化劑極易受潮，使其活性降低。若發(fā)生摔碰或者翻滾等情況，會使得催化劑破碎，使得床層阻力與消耗量增加，降低甲醇生產(chǎn)產(chǎn)量，使得催化劑壽命受到影響。基于此，在催化劑運輸與存儲環(huán)節(jié)，要做好密封處理與防潮處理，避免催化劑被污染與摔碰。

3.3 控制裝填質量

因為催化劑裝填的質量，直接影響其使用壽命。對此需要加強以下要點的把控：

        1）在裝填前，要利用吹灰設備，將反應器粉塵與污物清理干凈。

        2）按照甲醇反應器使用要求，合理選擇設備尺寸，以支撐銅基催化劑數(shù)量以及鋁惰性材料，按照裝填要求，將材料裝填到指定位置，提高甲醇催化劑使用效率。

        3） 在裝填作業(yè)前，必要時需要做好過篩處理，將粉塵與碎片等及時清理出去，降低床層阻力。

3.4 做好催化劑升溫還原

        通常甲醇催化劑的使用，需要經(jīng)過還原，才能夠使其具有活性。甲醇催化劑還原的效果如何，直接影響著其使用的壽命。若能夠有效還原，則催化劑晶粒小、孔隙率較高，具有使用壽命長與低溫活性高等特點?；诖?，需要合理選擇還原方法，控制好還原條件，以確保能夠充分發(fā)揮甲醇催化劑的性能，延長其使用壽命。在還原的過程中需要加強以下要點的把控：

        1）控制有害氣體含量。2）控制還原氣含量。3）加強出水量控制。

3.5 加強生產(chǎn)管理

        在生產(chǎn)過程中，需要加強甲醇催化劑使用管理，以增長催化劑的使用壽命。這需要加強生產(chǎn)工藝指標的管理，做好凈化氣總硫含量的把控，要保證 H₂S+COS≤1.5×10^-4 mg/L，切不可高硫送氣。同時需要做好定期檢修工作，重點校驗凈化裝置出口硫分析儀、儀表警報系統(tǒng)等，在維修期間，要避免催化劑與水或者含硫氣體等的接觸，以此確保催化劑的物理性與活性。除此之外，還需要減少停開車的次數(shù)，避免損壞催化劑的活性。

4 結語

        綜上所述，甲醇裝置運行的過程中，極易發(fā)生運行故障，為保護甲醇催化劑，需要做好定期檢查工作，做好裝置改進處理，以減少運行時裝置對催化劑性能的影響。同時還需要合理選擇催化劑，加強裝填質量的控制等，以保障催化劑的質量。

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