Katalco51-7型甲醇催化劑在國宏化工中的優(yōu)化運行

徐 濤 周鵬剛 閔祥坤

（兗礦國宏化工有限責(zé)任公司，山東 鄒城273512）

0 前言

國宏公司甲醇合成催化劑(第三爐)為莊信萬豐生產(chǎn)的Katalco51-7型催化劑，催化劑于2012年1月18日投入使用，裝填量共計75.8m3，截止2013年3月26日已累計使用428天，本爐催化劑本月生產(chǎn)精甲醇44746.2噸，累積生產(chǎn)甲醇631378噸。

1 運行情況介紹

該爐催化劑在整個使用周期內(nèi)，工藝狀況比較穩(wěn)定，系統(tǒng)氣量波動較小，除CO、CO2指標(biāo)之外，其他各項指標(biāo)都控制得極為嚴(yán)格。首先是催化劑層溫度分布較為合理，熱點溫度控制較為嚴(yán)格，從未發(fā)生因異常情況或人為因素造成的超溫、超壓、超負(fù)荷運行現(xiàn)象；其次是嚴(yán)格控制入塔氣中的毒物含量，控制總硫含量≤0.1×10-6。 C1 一含量≤0.01×10-6，特別是生產(chǎn)前期，人塔氣中總硫含量基本為0；第三，盡量減少開停車次數(shù)。開停車期間，嚴(yán)格按開停車方案執(zhí)行。停車時，整個系統(tǒng)嚴(yán)格用氮氣進(jìn)行徹底置換，使入塔氣H2+CO+C02含量≤0.5%，并通入0.5MPa氮氣保壓。

2 Katalco51-7型甲醇催化劑優(yōu)化運行總結(jié)(以2013年3月為例作分析)

2.1 穩(wěn)定催化劑床層熱點溫度的操作

甲醇合成催化劑都有較好的低溫活性，為延長催化劑使用壽命和保持催化劑活性，應(yīng)穩(wěn)定催化劑床層熱點溫度的操作，防止催化劑熱老化和活性降低。下圖為3月份Katalco51-7型催化劑熱點溫度情況的折線圖：

從上圖可以發(fā)現(xiàn)熱點溫度最高值236.7℃，最低值234.4℃，熱點溫度均在控制范圍（225℃～255℃）內(nèi)。

2.2 降低合成塔差壓

合成塔差壓的較高時對催化劑強(qiáng)度有一定損壞，容易造成催化劑粉碎，合成塔差壓隨系統(tǒng)負(fù)荷高低、催化劑活性和惰性氣含量多少有所變化，本月生產(chǎn)穩(wěn)定沒有出現(xiàn)負(fù)荷大范圍波動，合成塔差壓變化不大，催化劑強(qiáng)度無明顯變化。

2.3 降低合成塔入塔氣中惰性氣含量

合成塔入塔氣中惰性氣含量較高，一方面聯(lián)合壓縮機(jī)耗功量太大，經(jīng)常造成聯(lián)合壓縮機(jī)汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽閥全開失去調(diào)節(jié)彈性，容易造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速波動、振動值增大和后缸排氣溫度過高；另一方面新鮮氣惰性氣含量高造成馳放氣放空量大，增大新鮮氣消耗。設(shè)計凈化氣中CH4含量0.110%，N2含量0.690%，但實際凈化氣中CH4和N2含量超出設(shè)計值且有所波動，且氫回收富氫氣中惰性氣含量高，在一定程度上影響了噸甲醇消耗。本月凈化氣負(fù)荷相對平穩(wěn)，氫回收富氫氣成分相對平穩(wěn)，二級富氫氣中惰性氣含量偏高，新鮮氣中氮氣含量有所波動，影響新鮮氣消耗。

2.4 嚴(yán)格控制新鮮氣中CO含量

新鮮氣中CO含量的多少直接影響甲醇反應(yīng)中副產(chǎn)物含量和甲醇產(chǎn)量。設(shè)計凈化氣中CO含量29.440%，公司2月17日將新鮮氣CO公司控工藝指標(biāo)調(diào)整為28-31%，實際目前新鮮氣控制在29-29.4%，但實際控制過程中CO有所波動。

2.5 提高氫碳比指標(biāo)合格率

由于新鮮氣在線分析顯示有一定誤差，且手動分析與在線分析存在偏差，新鮮氣氫碳比指標(biāo)合格率（該氫碳比是根據(jù)手動分析統(tǒng)計，在線氫碳比相對平穩(wěn)）較低，應(yīng)嚴(yán)格按照車間規(guī)定指標(biāo)進(jìn)行溝通控制，各崗位應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心。

2.6 將新鮮氣CO盡量控制在29-29.4%

新更換的催化劑活性較高，正常生產(chǎn)過程中CO轉(zhuǎn)化率相對較高，下一步應(yīng)加強(qiáng)與催化劑廠家溝通，進(jìn)一步優(yōu)化操作指標(biāo)。由于車間將新鮮氣CO盡量控制在29-29.4%，CO轉(zhuǎn)化率較高。

2.7 降低噸甲醇耗新鮮氣

3月份噸甲醇耗新鮮氣平均2297Nm3，最好指標(biāo)為2280Nm3；最差指標(biāo)為3月11日：2311Nm3，因該段時間環(huán)境溫度上升，精餾調(diào)節(jié)不及時，精甲醇采出溫度較高，甲醇從中間罐區(qū)揮發(fā)損失量大，加之測流裝置實驗部分馳放氣現(xiàn)場放空，一定程度上影響平均消耗。

3 下一步的工作打算

3.1 優(yōu)化系統(tǒng)運行，控制好新鮮氣CO和CO2含量，進(jìn)一步降低新鮮氣消耗。

3.2 穩(wěn)定精餾系統(tǒng)操作，確保產(chǎn)品質(zhì)量100%優(yōu)等品，特別是穩(wěn)定精甲醇水分操作，盡可能少采出雜醇油。

3.3 加強(qiáng)工藝指導(dǎo)和考核，加強(qiáng)崗位之間溝通協(xié)調(diào)，穩(wěn)定氫回收操作，嚴(yán)格控制合成塔汽包壓力。

3.4 隨著環(huán)境溫度上升加上丙烯制冷效果差，新鮮氣CO2調(diào)節(jié)難度進(jìn)一步加大，加強(qiáng)凈化操作，穩(wěn)定系統(tǒng)壓力。

總體分析，莊信萬豐Katalco51-7型催化劑活性較高，本月由于精餾采出精甲醇溫度較高，甲醇損失量大造成新鮮氣消耗偏高，其余生產(chǎn)穩(wěn)定。

4 結(jié)語

Katalco51-7型甲醇催化劑在低溫活性、選擇性、穩(wěn)定性等方面均有一定的優(yōu)勢，但其操作溫區(qū)尤其是高溫活性還需要在實際生產(chǎn)中進(jìn)一步驗證。從運行操作、生產(chǎn)維護(hù)和催化劑的使用效果來看，我廠該催化劑的運行情況較好。因此，甲醇催化劑的使用效果取決于生產(chǎn)實踐經(jīng)驗、生產(chǎn)管理水平、工藝氣體凈化效果、催化劑的性能及內(nèi)在質(zhì)量、設(shè)備狀況等，尤其是催化劑生產(chǎn)初期的關(guān)鍵時期、關(guān)鍵指標(biāo)的控制和優(yōu)化更為重要。