小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù)2005年第26卷第3期甲醇合成催化劑使用小結(jié)張玉玲(青島堿業(yè)股份有限公司天柱化肥分公司266700)摘要簡(jiǎn)述了Cx型甲醇合成催化劑的升溫、還原及使用情況,并提出幾點(diǎn)注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞甲醇催化劑使用小結(jié)1前言催化劑的升溫還原2001年,青島堿業(yè)天柱化肥分公司為了解決甲醇合成塔內(nèi)裝填南化集團(tuán)公司研究院研凈化工序能力不足問(wèn)題,增強(qiáng)市場(chǎng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力,建究、生產(chǎn)的Cm型甲醇催化劑1425t。Cm型甲醇設(shè)一套2×10ta甲醇裝置,采用杭州林達(dá)公司的催化劑的主要成分是氧化銅。氧化銅需還原成單d1200合成塔內(nèi)件,使用南化公司的Cm型催化質(zhì)銅才有催化活性。為了有效還原好催化劑,我劑,于2001年12月一次投產(chǎn)成功,日產(chǎn)能力達(dá)到們公司組織人員與催化劑廠技術(shù)人員進(jìn)行交流90t以上,取得了非常好的效益,達(dá)到了預(yù)期目的,研究。根據(jù)本廠實(shí)際情況,最終決定采用高氫還該塔催化劑一直使用至今仍然有較好活性。原方案,使用精煉氣作為還原工藝氣體,預(yù)先制2甲醇工藝流程定了嚴(yán)密的升溫還原方案(表2)。甲醇合成工藝流程圖見(jiàn)圖1。從壓縮來(lái)的氣表2Ca型催化劑升溫還原方案體由醇前入口閥控制進(jìn)入油分,分離油污雜質(zhì),分離后的氣體由主閥、副閥控制分兩路進(jìn)入合成塔在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇。反應(yīng)后的氣階段積累(℃)(h)QMPa(h")Nm)k升溫室溫體自塔底出來(lái)進(jìn)人水冷卻器冷卻,冷卻后的氣體6025-305>34進(jìn)人醇分分離甲醇,分離下的甲醇由閥門(mén)控制送I3/560~80<105>3400<1540往精餾中間槽,氣體一路經(jīng)水洗塔進(jìn)行洗滌后,Ⅲ25/3080~105<25>3400<2060還原初期1040105-125<55>3400<060送往銅洗工序洗滌下的稀甲醇送往精餾稀甲醇邐士期!1212510558340a060槽;出醇分后另一路氣體進(jìn)人循環(huán)機(jī),經(jīng)提壓后Ⅱ10/62160-2005>3400<2.060進(jìn)入油分,與壓縮來(lái)的氣體匯合進(jìn)行下一循環(huán)。Ⅲ3/65200-230105>3400<1.025原料4氣[油分]一合成塔“水冷器還原未期3/68230~240<55降溫1/69240-20010534循環(huán)機(jī)水洗塔換氣去銅洗2001-12-24T4:15系統(tǒng)置換合格(O2≤0.2%去精餾后,電爐通電開(kāi)始催化劑升溫還原。催化劑的升圖1甲醇合成工藝流程圖溫還原按照預(yù)定方案進(jìn)行,并根據(jù)出水的實(shí)際情3主要設(shè)備規(guī)格(見(jiàn)表1)況調(diào)節(jié)升溫速率,還原時(shí)系統(tǒng)壓力控制在表1主要設(shè)備規(guī)格5.0M化劑足沮度升型74時(shí),有少量水出設(shè)備名稱(chēng)設(shè)備規(guī)格數(shù)量(臺(tái))中國(guó)煤化工油分離器DN1000H=6941mm現(xiàn)-<10℃h。熱點(diǎn)溫度合成塔DN1200H=17610mm升到幾。為保證空速,開(kāi)2醇分離器DN1000H=6650mm臺(tái)5.5m}min的循環(huán)機(jī),在正常還原的條件下,只水洗塔DN1000H=9565mm水冷器6355×2100×3500mmF=200m23有氧化銅還原,這是一個(gè)強(qiáng)放熱反應(yīng),反應(yīng)式循環(huán)機(jī)55mJmi「方數(shù)據(jù)2CuO+H2=Cu+H1O+867kJ/mo,還(下轉(zhuǎn)第38頁(yè))氮肥設(shè)計(jì)技術(shù)2005年第26卷化熱為2483kJ/kg。配置的電加熱為1200kW126382-1020=243.82kWh則每小時(shí)平均所需熱量為:在還原操作中解決方法,一是在還原主前期1)催化劑還原所需熱量為:適當(dāng)降低循環(huán)量,提高水汽濃度,一般來(lái)說(shuō)在升Fe2O44H2=3Fe+4H2Q氣817×10kJ/kmo溫結(jié)束轉(zhuǎn)入主前期時(shí),此時(shí)的催化劑可視為全氧按每小時(shí)出水875kg計(jì)算其反應(yīng)吸熱Q1)為:化態(tài)型,水汽濃度略高些對(duì)催化劑的影響甚少Q(mào)1=1817×104(4×18)×87.5×1/3600(有關(guān)材料介紹這階段可控制在3~5gm3左右),61.34kW.h隨著時(shí)間和還原度的增加,逐步降低。二是利用2)因?yàn)檫€原反應(yīng)生成的是液態(tài)水,故而水的反應(yīng)熱,從氨的合成反應(yīng)化學(xué)方程式可得知:汽化熱量為(Q2)N2+3H2→+2NH+10.868×104kJQ2=87.5×2483/3600=60.35kWh折算成電能則為(每lkW.h所放出的熱量為3)循環(huán)氣帶走的熱量(Q3)3603kJ)Q3=5000×9.62/224×31.5×60×1/3600每kgNH2=0:868×10)(2x17×3603)112734kWh0.887kWh4)內(nèi)件和催化劑升溫所需熱量為(Q4)所以在還原度>40%時(shí),為避免過(guò)多的損失Q=(31746×0.586+16000×0.502)x2/3600還原時(shí)間,可考慮選擇隨著還原度的進(jìn)一步增=14.79kWh加,而逐步微加壓,利用反應(yīng)熱的增加來(lái)加大空∑Q總=Q1+Q2+Q3+Q速,降低水汽濃度,提拉底部溫度。此時(shí),上述的=61.34+60.35+1127.34+14.79適宜H2含量與傳統(tǒng)的高氫還原相比,氣體成份不=126382kW·h需作很大的調(diào)整即可滿足要求,可適當(dāng)降低原料考慮到電加熱器的安全操作因素,按額定功消耗,降低還原成本,縮短還原時(shí)間,最終獲得較率的85%計(jì)則實(shí)際功率為:1200×085=1020kWh為理想的催化劑活性。正常還原與實(shí)際提供的熱量缺口為(收稿日期:2005-03-02)幸牽幸?jiàn)Z來(lái)森卓染幸親幸寺雜令親幸親幸雜來(lái)親專(zhuān)牽令親豪親幸牽中幸傘豪奪雜牽命(上接第28頁(yè))原過(guò)程中,當(dāng)空速和氫濃度恒定(3)整個(gè)過(guò)程盡量控制在低溫下出水時(shí),還原速度主要取決于溫度,因此溫度的提升(4)實(shí)際的升溫速率必須根據(jù)出水的實(shí)際情應(yīng)小心謹(jǐn)慎,不可操之過(guò)急,實(shí)際的升溫速率根況來(lái)控制。據(jù)出水的實(shí)際情況控制,嚴(yán)格控制同平面溫差5)還原過(guò)程中必須控制同平面溫差,同平<10℃,升溫還原共歷時(shí)6%h,實(shí)際升溫還原曲線面溫差>10℃時(shí)應(yīng)恒溫,待同平面溫差縮小甚至與計(jì)劃還原曲線見(jiàn)圖2。消除以后再往下進(jìn)行。(6)操作過(guò)程中,壓力要穩(wěn),切忌提溫、提壓一實(shí)際溫度計(jì)劃溫度兩者并用。(7)還原過(guò)程中,CO2≥3%系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行置換。(8)換氣后先進(jìn)行輕負(fù)荷生產(chǎn),不少于48h6使用情況時(shí)間(h)該聯(lián)醇裝置投產(chǎn)以后,有效地解決了凈化能圖2cm催化劑升溫還原曲線力不足的問(wèn)題取得了非常好的效益。在實(shí)際生5升溫還原小結(jié)產(chǎn)中,該催化劑表現(xiàn)出非常好的活性,至今已連(1)升溫還原操作總的原則是要掌握“兩高、續(xù)中國(guó)煤化點(diǎn)溫度在(268±兩低、兩穩(wěn)兩控”。5)CNMH轉(zhuǎn)化率高達(dá)80%(2)60℃開(kāi)始試放水,并做水汽濃度分析。以上盞子日肌中群巾訂位居高不下,因?yàn)樾?0℃后進(jìn)入出水旺期。為保證空速,開(kāi)2臺(tái)益好,在2003年,又?jǐn)U建一套同樣聯(lián)醇裝置,仍55m/min的循環(huán)機(jī),若只開(kāi)1臺(tái),則相應(yīng)提高壓使用Cm型催化劑。力并減小鏝指速率。(收稿日期:2005-05-24)