新型触媒在低压甲醇升温还原过程中的工艺优势

冯彩平

(河南心连心化学工业集团股份有限公司，河南新乡 453731)

河南心连心化学工业集团股份有限公司二分公司(简称二分公司)二期低压甲醇催化剂于2014年5月更换，自2019年10月已连续运行65个月。触媒活性明显下降，CO、CO2转化率分别降至60%、12%。于2019年10月大修时，更换了低压甲醇触媒以及DC309型甲醇催化剂，截至目前,触媒运行稳定。

1 工艺概况

DC309型甲醇催化剂是山东省临朐大祥精细化工有限公司(简称临朐大祥)新开发的产品，当时仅有少数用户，实际投运时间不足1 a。临朐大祥不断改进DC309型甲醇催化剂，增加沉淀剂的pH值，使其具有活性晶粒较小、氧化铝分散度高、相对面积较大的优点，从而提高了活性、耐热性、孔隙率，降低了堆密度。同时中压甲醇使用的DC207型催化剂也是由临朐大祥生产，使用期间副产物较少。最终，二分公司决定采用DC309型甲醇催化剂。

二分公司二期低压甲醇触媒于2019年10月5日装填结束，经吹除、试压、试漏后，于10月6日置换甲醇系统氮气。当天14:30:00启动2#、3#循环机，启动循环水泵并入系统，14：45:00开升温蒸汽，蒸汽气调阀门(DN80)前截止阀开1/2圈、后截止阀开1圈，开气调阀8%，开始升温还原。整个升温过程自10月10日13:00:00始，历时95.5 h结束，过程比较顺利。甲醇合成塔体积为35.4 m3，本次催化剂装填质量为41 t，催化剂在还原过程中理论出水量为其质量的15%～18%，其中物理出水量不超催化剂质量的2%(820 kg)、化学出水量为催化剂质量的13%～16%(5 330～6 560 kg)。在此次还原过程中，触媒的物理出水量为388.72 kg(说明生产过程中添加的表面水较少)、化学出水量为5 786.71 kg，共计出水量为6 175.43 kg，达到理论出水量[1]。

升温还原期间循环机停运(冷却水停用)2 h，于10日15:00:00开补氮阀置换系统。16:15:00开始向系统充压，19:15:00并入系统，此时由于低压甲醇出现漏点，立即切出后检修。之后，于10月12日2:00:00并入系统。

2 存在的问题及措施

2.1 合成循环水出现漏点

10月6日18:30:00，在升温的过程中，由于合成循环水出现漏点，低压甲醇循环机冷却水断水，停2#、3#循环机，关升温蒸汽。微开补氮，开放空。系统保压保温(系统保压在0.8 MPa、温度维持在80 ℃) ，停止升温还原。

20:25:00时采取如下相关措施：断开低压甲醇循环机冷却水系统；接消防水对循环机进行冷却；确保循环机油温在工艺指标范围内，保证循环机正常运行[2]。

2.2 蒸汽不足问题

10月7日，汽机岗位将蒸汽压力提至2.6 MPa的过程中，由于压力较高，安全阀起跳，导致蒸汽压力下降。此时联系汽机工段长，缓慢升高蒸汽压力，保证低压甲醇升温蒸汽的压力为2.6 MPa，确保升温正常进行[3](见图1)。

图1 升温蒸汽使用趋势

2.3 温度问题

在升温还原后期，为提高触媒活性和长周期使用(保证碱式碳酸锌充分分解)，需将触媒温度升至230 ℃，但此时低压甲醇的热点温度稳定在220 ℃。联系汽机岗位操作人员提高蒸汽压力,并与合成车间管理人员合作，将安全阀压力由2.6 MPa上调至2.8 MPa，以满足升温还原中热量需要。

此时，汽机岗位调整双减后安全阀的整定压力，确保蒸汽的压力和温度；停1台循环机，减少系统带出的热量；将热点温度稳定在229.3 ℃(见图2)。

图2 催化剂温度稳定数据

2.4 系统补氢气压力突降

10月8日11： 00:00左右，合成氨系统准备开车前，计划对中压甲醇和烃化岗位进行系统氢气置换。由于中压甲醇岗位、烃化岗位、低压醇岗位共用1根氢气管道，导致低压甲醇的补氢气压力由2.000 MPa急剧下降至0.869 MPa(见图3)。

图3 低压甲醇系统压力趋势

此时，低压甲醇现场操作人员开大现场补氢阀门，同时控制中压甲醇和烃化岗位对氢气的用量,并认真监控触媒温度。最终，触媒的出水量未发现问题。

3 升温与恒温关联工艺要求

整体来说，升温过程中出现各种问题，计划整体用时为96 h，但是在恒温的过程中为了跟进整体开车进度，保证每小时最大出水量,缩短了恒温时间。原计划是230 ℃时恒温4 h，实际过程中，恒温时间缩短为2 h。

本次升温还原比较顺利，从整个温度趋势上看各个温度控制点比较平稳。具体升温曲线见图4[4]。

图4 催化剂升温趋势

4 结语

二分公司使用临朐大祥新开发的触媒，采购金额降低了约80万元，并为二分公司低压甲醇触媒使用开拓了低成本的采购来源。10月12日，低压甲醇轻负荷生产粗醇的质量分数为95.2%，其中乙醇质量分数为402×10-6、丙酮质量分数为0.64×10-6。产品质量水溶性通过试验(1+9)标准。