馮彩平

(河南心連心化學(xué)工業(yè)集團股份有限公司，河南新鄉(xiāng) 453731)

河南心連心化學(xué)工業(yè)集團股份有限公司二分公司(簡稱二分公司)二期低壓甲醇催化劑于2014年5月更換，自2019年10月已連續(xù)運行65個月。觸媒活性明顯下降，CO、CO2轉(zhuǎn)化率分別降至60%、12%。于2019年10月大修時，更換了低壓甲醇觸媒以及DC309型甲醇催化劑，截至目前,觸媒運行穩(wěn)定。

1 工藝概況

DC309型甲醇催化劑是山東省臨朐大祥精細(xì)化工有限公司(簡稱臨朐大祥)新開發(fā)的產(chǎn)品，當(dāng)時僅有少數(shù)用戶，實際投運時間不足1 a。臨朐大祥不斷改進DC309型甲醇催化劑，增加沉淀劑的pH值，使其具有活性晶粒較小、氧化鋁分散度高、相對面積較大的優(yōu)點，從而提高了活性、耐熱性、孔隙率，降低了堆密度。同時中壓甲醇使用的DC207型催化劑也是由臨朐大祥生產(chǎn)，使用期間副產(chǎn)物較少。最終，二分公司決定采用DC309型甲醇催化劑。

二分公司二期低壓甲醇觸媒于2019年10月5日裝填結(jié)束，經(jīng)吹除、試壓、試漏后，于10月6日置換甲醇系統(tǒng)氮氣。當(dāng)天14:30:00啟動2#、3#循環(huán)機，啟動循環(huán)水泵并入系統(tǒng)，14：45:00開升溫蒸汽，蒸汽氣調(diào)閥門(DN80)前截止閥開1/2圈、后截止閥開1圈，開氣調(diào)閥8%，開始升溫還原。整個升溫過程自10月10日13:00:00始，歷時95.5 h結(jié)束，過程比較順利。甲醇合成塔體積為35.4 m3，本次催化劑裝填質(zhì)量為41 t，催化劑在還原過程中理論出水量為其質(zhì)量的15%～18%，其中物理出水量不超催化劑質(zhì)量的2%(820 kg)、化學(xué)出水量為催化劑質(zhì)量的13%～16%(5 330～6 560 kg)。在此次還原過程中，觸媒的物理出水量為388.72 kg(說明生產(chǎn)過程中添加的表面水較少)、化學(xué)出水量為5 786.71 kg，共計出水量為6 175.43 kg，達到理論出水量[1]。

升溫還原期間循環(huán)機停運(冷卻水停用)2 h，于10日15:00:00開補氮閥置換系統(tǒng)。16:15:00開始向系統(tǒng)充壓，19:15:00并入系統(tǒng)，此時由于低壓甲醇出現(xiàn)漏點，立即切出后檢修。之后，于10月12日2:00:00并入系統(tǒng)。

2 存在的問題及措施

2.1 合成循環(huán)水出現(xiàn)漏點

10月6日18:30:00，在升溫的過程中，由于合成循環(huán)水出現(xiàn)漏點，低壓甲醇循環(huán)機冷卻水?dāng)嗨?，?#、3#循環(huán)機，關(guān)升溫蒸汽。微開補氮，開放空。系統(tǒng)保壓保溫(系統(tǒng)保壓在0.8 MPa、溫度維持在80 ℃) ，停止升溫還原。

20:25:00時采取如下相關(guān)措施：斷開低壓甲醇循環(huán)機冷卻水系統(tǒng)；接消防水對循環(huán)機進行冷卻；確保循環(huán)機油溫在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)，保證循環(huán)機正常運行[2]。

2.2 蒸汽不足問題

10月7日，汽機崗位將蒸汽壓力提至2.6 MPa的過程中，由于壓力較高，安全閥起跳，導(dǎo)致蒸汽壓力下降。此時聯(lián)系汽機工段長，緩慢升高蒸汽壓力，保證低壓甲醇升溫蒸汽的壓力為2.6 MPa，確保升溫正常進行[3](見圖1)。

圖1 升溫蒸汽使用趨勢

2.3 溫度問題

在升溫還原后期，為提高觸媒活性和長周期使用(保證堿式碳酸鋅充分分解)，需將觸媒溫度升至230 ℃，但此時低壓甲醇的熱點溫度穩(wěn)定在220 ℃。聯(lián)系汽機崗位操作人員提高蒸汽壓力,并與合成車間管理人員合作，將安全閥壓力由2.6 MPa上調(diào)至2.8 MPa，以滿足升溫還原中熱量需要。

此時，汽機崗位調(diào)整雙減后安全閥的整定壓力，確保蒸汽的壓力和溫度；停1臺循環(huán)機，減少系統(tǒng)帶出的熱量；將熱點溫度穩(wěn)定在229.3 ℃(見圖2)。

圖2 催化劑溫度穩(wěn)定數(shù)據(jù)

2.4 系統(tǒng)補氫氣壓力突降

10月8日11： 00:00左右，合成氨系統(tǒng)準(zhǔn)備開車前，計劃對中壓甲醇和烴化崗位進行系統(tǒng)氫氣置換。由于中壓甲醇崗位、烴化崗位、低壓醇崗位共用1根氫氣管道，導(dǎo)致低壓甲醇的補氫氣壓力由2.000 MPa急劇下降至0.869 MPa(見圖3)。

圖3 低壓甲醇系統(tǒng)壓力趨勢

此時，低壓甲醇現(xiàn)場操作人員開大現(xiàn)場補氫閥門，同時控制中壓甲醇和烴化崗位對氫氣的用量,并認(rèn)真監(jiān)控觸媒溫度。最終，觸媒的出水量未發(fā)現(xiàn)問題。

3 升溫與恒溫關(guān)聯(lián)工藝要求

整體來說，升溫過程中出現(xiàn)各種問題，計劃整體用時為96 h，但是在恒溫的過程中為了跟進整體開車進度，保證每小時最大出水量,縮短了恒溫時間。原計劃是230 ℃時恒溫4 h，實際過程中，恒溫時間縮短為2 h。

本次升溫還原比較順利，從整個溫度趨勢上看各個溫度控制點比較平穩(wěn)。具體升溫曲線見圖4[4]。

圖4 催化劑升溫趨勢

4 結(jié)語

二分公司使用臨朐大祥新開發(fā)的觸媒，采購金額降低了約80萬元，并為二分公司低壓甲醇觸媒使用開拓了低成本的采購來源。10月12日，低壓甲醇輕負(fù)荷生產(chǎn)粗醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95.2%，其中乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為402×10-6、丙酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.64×10-6。產(chǎn)品質(zhì)量水溶性通過試驗(1+9)標(biāo)準(zhǔn)。