(四川泸天化股份有限公司,四川 泸州646300)
[中图分类号] TQ 062[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2013)
四川泸天化股份公司合成一车间甲醇合成催化剂(MK-101)自2003年8月首次装填投用至2012年2月20日,有效使用时间已达2 326 d(该催化剂的保质使用期为3~5 a),折合为每立方米甲醇合成催化剂生产精甲醇达20 736.8 t。经过如此长时间使用,该炉催化剂活性已有所下降,热点温度开始下移,副反应物增多,考虑对其进行更换。新更换的催化剂为氧化态,由于催化剂必须是还原态才具备高活性,因此新催化剂需经过升温-还原后才能投入使用。
1 升温-还原操作的工艺准备
甲醇合成催化剂氮气循环升温-还原流程如图1。
开始升温还原操作前,系统应具备如下工艺条件。
(1)V301/302催化剂已按装填方案装填完毕并吹灰合格。
(2)所有公用介质已引入界区并投用,电器、仪表调较完毕。
(3)C301出口到K401一段进口盲板倒为通板,盲死K401三回一放空阀和一段入口大阀。
(4)K401及三段出口至C301出口到K401一段进口所有设备管道和配氢管线用氮气置换合格,氮气纯度≥99.5%,系统用氮气充压至>0.3 MPa;低压氢引入USY-304后切断阀前,充压至2.5 MPa,并分析氢气纯度以计算首次配氢量。
(5)开阀准备
① 打开V309进口切断阀,HIC-301及前后切断阀;
② 打开C301出口到K401一段进口切断阀;
③ 打开高压蒸汽至J301前切断阀并排水暖管备用;
④ 打开V304出口PIC-307/308切断阀及LIC-306前后切断阀;
⑤ 打开H302、H305、H308水冷器进回水切断阀。
(6)关阀准备
① 关闭HIC-302前后切断阀及C301出口至H306切断阀;
② 关闭升温还原系统所有设备管道上的排放阀、倒淋阀、放空阀;
③ 关闭合二来高压氢至H301切断阀。
2 催化剂升温-还原操作
2.1 循环升温的操作步骤
(1)当氮气充压≥0.3 MPa后,视V304汽包给水温度确定是否建立V304汽包液位。若给水温度TI-1129 >100 ℃,则应先开K401加压,建立甲醇合成催化剂氮气循环;若给水温度TI-1129 <100 ℃,则可先建立V304汽包液位,打开V301顶部排气阀V304上水,V301顶部排气阀出水后关闭排气阀,建立V304汽包液位至40%,并投用PIC-307,起始压力给定0.1 MPa。
(2)V304汽包建立起液位后,开K401加压,建立氮气循环。系统氮气循环量应>12 000 m3/h,若循环量<12 000 m3/h,应启动第2台K401,加载送气300#,同时打开K401入口氮气补充阀,保证V301最低空速≥250 h-1,K401一段进口压力≥0.2 MPa。
(3)氮气循环正常后,逐步打开蒸汽喷射器J301,V301开始升温。升温速率主要通过调整J301器针阀开度和提高PIC-307压力给定值进行控制。
(4)投用TIC-331,开锅炉水切断阀,高压蒸汽切断阀开0.5~3圈,使温度给定在245~250 ℃。向H304加入蒸汽,V302开始升温,升温速度主要通过调整TIC-323的给定值来控制。
(5)以20~25 ℃/h的升温速率将V301/V302的催化剂温度升到120 ℃后,恒温2 h,以脱除催化剂吸附的水分(也称物理出水),然后再以相同的升温速率将V301/V302的催化剂温度升到170 ℃。V301温度以TI-311为准,V302温度以催化剂床层温度TIC-323/324/325为准。
(6)V301/V302升到120 ℃时恒温,催化剂所吸附的水分被蒸发,并在V305和C301内被分离出来。此时,应注意打开LIC-308A/B和LIC-322A/B前倒淋阀进行排水,并分别进行计量,以统计催化剂出的物理水量。
2.2 升温还原操作步骤