1、一概述铜基合成甲醇催化剂须经还原后才具有活性。还原反应是一个强放热反应,反应式如下所示: CuO + H2 = Cu + H2O + 86.7KJ/mol因此,在还原过程中应特别注意控制催化剂床层温度,防止催化剂过热发生铜晶粒烧结而损害催化剂活性。还原操作是开车过程中很重要的一个操作环节。每炉催化剂活性的高低,除与催化剂自身的生产质量和装填质量有关外,很大程度上还取决于催化剂还原质量的好坏,它将对装置的生产能力产生长远的影响。因此,必须严格、细致、认真地进行还原操作。XNC-98 型合成甲醇催化剂采用低氢(1%H2)还原工艺。催化剂在还原过程中出水量约为催化剂重量的 1810-22010-2,
2、其中物理水 310-2510-2,化学水 1310-21510-2。如果还原气中含 CO,则生成的水少些。二XNC-98 型低压甲醇合成催化剂的组成、物性和技术指标1外观颜色及形状 :黑色有金属光泽的圆柱体“ T( Z$ |. O0 Y) R% Q 8 p/ Y( L, _ h2外形尺寸,mm 5(4.55.0): K2 V“ ) d- I6 f# d9 t9 D“ g. B3堆密度,kg/L :1.351.454侧压抗破碎强度,N/cm : 200 i“ z0 N“ S3 p. a. S* Q5化学组成,(10-2 m/m): 组份 CuO ZnO A1203含量(Wt) 52 20 86催
3、化剂活性在本催化剂质量检验标准规定的活性检测条件下催化剂活性为:1 T5 z+ 4 e* p4 J230时, 催化剂的时空收率 1.20kg/L h;250时, 催化剂的时空收率 1.55kg/L h。, E; C L* q- q. f2 O/ H8 s7催化剂使用寿命在正常条件下运行寿命为 2 年以上。* h8 M- |! M2 v5 s/ W9 f B4 S8 L T3 P* % / d$ ! x“ J C3 f1合成催化剂还原采用低氢还原工艺,对还原气质量要求如下:2 A6 “ w1 |, c* U+ F N% 6 k2)温度 最高 230。- l5 ?9 y* R9 H2 q1 R3)
4、空速 9002000h-1。! O- A0 h3 f+ ( h j五还原操作注意事项及事故的防止和处理 Y2 - k: q0 A0 I% |8 q1还原期间应严格控制合成塔进出口 H2(或 CO+H2)浓度差 0.5。2还原过程的关键是控制还原反应的速度,而反应速度主要与氢浓度和反应温度有关。因此,要求氢浓度分析必须准确、升温必须平稳,并严格控制补氢速度和催化剂的出水率,使整个还原过程平稳进行。3还原过程中应遵循“提氢不提温、提温不提氢”的原则。$ a5 c! v( ; H( y4 b4在催化剂还原过程中,若循环压缩机因故停车,必须马上切断还原气,关小开工加热炉的输出,必要时开启放空阀,用氮气
5、置换系统。 ; A: j: e |1 Z% t I5还原过程中必须严密监视床层温度的变化,若床层温度急剧上升,必须立即切断还原气和关闭开工加热炉,必要时可采取系统放空降压、用氮气置换整个系统等措施。 六投入生产1催化剂床层温度在 210220稳定后,启动新鲜气压缩机,缓慢将新鲜气导入合成系统升压。合成系统压力在 3.0MPa 以下时,升压速度为每小时 1MPa 左右,当压力升至3.0MPa 后,升压速度每小时 0.5MPa 左右。2升压过程中注意合成塔床层温度的变化,随时调整开工加热炉的温度,防止床层温度快速上升,使催化剂中 Cu 晶粒烧结。6 U1 i o; I/ F/ F3 i. k“ 3
6、将系统压力升至 4.0MPa 左右,待压力稳定后,调整出口温度至 215220,在此条件下,稳定运行 824 小时,并取样 34 组新鲜气、入塔气、出塔气和粗醇样品,分析各组份含量,根据分析数据进一步调整工艺条件。4在生产初期催化剂活性较高,对于原料气中 CO 含量高的工厂,应在 CO 含量较低,CO2 含量较高的条件下低负荷下运行数日后,即可转入正常生产。: f8 D7 _4 g “ B- U# y( Z* L/ E6 O* a. ; ! U0 t1. 要求合成气中 S0.0610-6 ,Cl0.0110-6,不含重金属,不饱和烃等有害杂质,不带油雾。2. 入塔气中不允许 CO2 含量1%,
7、要求至少 2%,最好在 35% 。# N4 y$ h. _, f, T2 B( e33. 要求出塔气冷却分离效果好,水冷器出口温度40。4. 当引入合成气(或合成气存在)时,催化剂床层温度不应低于 220。在低于 220下运行,特别是低空速下,会增加石蜡生成,导致催化剂活性衰退,要求空速不低于6000h-1。5. 催化剂床层温度控制原则是,达到预定产量和操作稳定所需的最低温度。6. 随着催化剂活性衰退,需要调整工艺参数,一般采用保持一定产量,逐步升压,增加循环量,提高 CO 含量和逐步提温的方法来实现,提温速度 12。 T# d( J4 W. j2 7. 还应注意,在调整某一种参数时,可能引起
8、其他参数发生变化,引起某些意外的效果。! s0 4 Q0 |( W. E9 L. f( d8. 停车时,注意保持催化剂床层温度在 210以上,开循环压缩机至合成系统中CO+CO20.2%,然后以0.6Mpa/h 速度将系统压力降至 0.5Mpa 以下,以 2025/h 速度降温至50。用 N2 气保持系统压力至 H2 含量1%。停车期间用 N2 气保持系统压力在0.5Mpa 左右。9. 当停电或循环压缩机发生故障时,应保持催化剂床层温度在 200以上,立即将合成系统卸压,保持催化剂有气流通过,以0.6Mpa/h 的速度将系统压力降至 0.5Mpa 以下,然后用 N2 气置换和保压。10. 避免频繁的开停车,无论短期或长期停车都会对催化剂造成不良影响。8 O5 A h; s) Y- k11. 在停车时,系统卸压不应过快,否则导致催化剂强度大幅度下降甚至粉化。