NC307催化剂在煤制甲醇装置中的应用.docx

1、NC307催化剂在煤制甲醇装置中的应用孔振清，幼E龙，刘晶(濮阳龙宇化工有限责任公司，河南濮阳457000)摘要：介绍了南化集团研究院生产的NC307催化剂在我公司甲衅合成装置中的使用情况，结果表明，该催化剂活性高、穗定性好，易操控。关键词:NC307；铜基催化剂；甲醇合成文章编号：1003-3467(2012)19-0053-03中图分类号:TQ426.8文献标识码:B濮阳龙宇化工有限赍任公司主要从事甲醇的生产经营工作。公司甲醇生产装置前身是濮阳市甲醇厂年产12万t甲醇装置，采用天然气和水煤气联合生产甲醇。目前煤制气由HT-L航天粉煤加压气化炉装置替换原有的常压固定床造气，设计规模为年产甲醇

2、15万t,2008年底投用。原有天然气转化装置,因为天然气供给不足，暂停使用。甲醇的生产流程为:粉煤加压气化一CO变换一低温甲醇洗脱硫脱碳一低压甲醇合成一三塔精儒。1工艺介绍本装置合成工序有两套独立的合成回路，一套为原有老系统，一套为新增系统，新老系统的流程基本一致。合成系统流程如图1、图2所示。1.合成汽包(F03O4)2.甲醇合成塔(DO3O2)3.开工喷射器(L0401)4.入塔气预热器(C0302)5.甲醇水冷器(C0304)6.甲醇分离器(F0302)7.闪蒸槽(F0304)图1新合成系统工艺流程简图2合成反应器合成反应器是具有鲁奇特点的列管式合成反应器,其结构如同列管式换热器。老合

3、成塔：内径中2600mm,外壳厚8=38mm,高"=9936mm,内设038x2的列管2754根，上下为焊接的圆形封头,封头上设有上、下人孔。列管两端为固定管板，列管中间设有3折折流板，合成塔下部设有卸触媒用的触媒筐,顶部设有合成汽包，汽包和合成塔之间由两根下降管和6跟上升管连接，换热面积1869n?,设计压力管程5.65MPa,壳程4.6MPa,设计温度管程275壳程250r,列管内装触媒15m)合成塔为三类压力容器。新合成塔：内径4>2600mm,外壳厚8=42mm,高10886mm。内设中38x2的列管2749根，管长6000mm,内装触媒15m',三类压力容器。

4、收稿日期：2012-07-25作者简介:孔振清(J966-),男，工程师,从事煤制甲醇技术管理工作，电话1.合成汽包(F0305)2.甲醇合成塔(D0301)3.开工喷射器(X0701)4、5.中间换热器(C030IA.B)6.甲醇水冷器(CO3O3)7、8.甲醇分离器(F0301A.B)9.闪蒸槽(F0303)图2老合成系统工艺流程简图3甲醇合成催化剂我公司使用南化集团研究院C307催化剂，催化剂主要由铜、锌、铝的氧化物所组成。外观:具有金属光泽，端为球面的黑色圆柱体；外形尺寸：05mmX(45)mm；堆密度：1.41.6kg/L；比表面积：90-110m2/go3

5、.1技术指标产品符合Q/SH1170164-2004标准，在规定的检测条件下，产品应符合下列要求:初活性(甲醇时空产率)，N1.3g/mL催化剂h；耐热后活性(甲醇时空产率)，N1.0&/mL催化剂h；径向抗压碎力，N205N/cm；还原后体积收缩率，8%(般5%6%)。3.2工业使用条件催化剂工业使用温度：190300T,最佳温度:205-265使用压力：3.015.0MPa；使用空速:4000-20000h_,o4催化剂的装填2011年2月，公司计划停车后，对合成催化剂进行空气钝化、卸出，合成塔试漏。22-24日，装入惰性瓷球和NC3O7催化剂，装填情况见表lo5催化剂的升温还原2

6、011年2月24日合成触媒及瓷球装填结束,接着进行合成塔人孔、下料孔恢复，管道焊接等各项工作。3月5日5：40,开压缩机，对合成系统进行气密试验°3月6日0：00.系统气密实验合格，开始用哀1催化剂及惰性瓷球装填情况一览表层数触媒或填料名称触媒厂家装填数量/蛔备注老塔新塔第一层650瓷球萍乡华顺30004500从底层开始第二层625瓷球萍乡华顺31255700第三层中8瓷球停乡华顺750750第四层C307南化院2025020250合成催化剂第五层68瓷球弹乡华顺20002000脱硫合格的天然气置换合成两系统。6日4：00,两塔出口取样分析氧含量0.2%,置换结束。按照升温还原方案，

7、用新、老合成开工喷嘴加入蒸汽，合成反应器升温。3月7日6：00,升温结束，触媒升温阶段共排出物理水：老塔208.55kg,新塔261kg。转化气切入合成系统,对催化剂进行还原。3月8日22：00,出塔温度升至221此时合成塔进、出口%浓度基本持平，还原结束。触媒还原阶段化学水出水情况:老塔4804.77kg,新塔2567.4kg。升温还原进度情况见表2和图3。表2升温还原进度表触媒升温还原两阶段老塔共出水5013.32kg,时间/h塔热点温度升温速率进塔气浓度阶段时间累计X/h%升温I22初温顷020-250n6860-120100田1018120-17050IV22017000还原I2040

8、1701901加&0.5-1n1252190-21012Im658210-221124-*8N26022108-2510203040506070时间/h图3升温还原曲线图新塔共出水2828.4kg。总时间比计划时间缩短约20ho6小负荷生产催化剂还原结束后，单独用转化气开始小负荷生产，合成塔出口温度控制在W218每天的平均转化率在50%以上。工艺指标见表3。哀3催化剂使用初期小负荷生产期间工艺指标表天然气用量老合成1952.3522.9250.5321811.91102186新合成1882.3729.4052.9521811.911021863月10H老合成1962.3821.1251

9、.5021813.07102821新合成1882.3827.5352.1321813.07102821H/C日期m进门温度进口压力进出口压差co单程转化率出口温度X.MPakPa%龙3月9日生产运行情况系统压力等指标变化情况，目前2对合成塔出曰温度指标进行了4次提高，每次提温12生产消时间使用温度r使用天数干水煤气用信km，天然气用量my精甲醇产最t2011-03-11至2011-05-1321832397958023814750.9520H-05-14至2011-06-26219445479020693.872011-06-27至20】1-09-14220556549025303.15201

10、1-09-15至2011-10-19222354468916859.062011-10-19M2012-01-23224809226635149.06合计24629703080238112756.09生产过程中，根据CO单程转化率、弛放气量及耗情况见表4。表4产量消耗情况统计催化剂装填至今已近一年，加上小负荷生产2d,实际运行248d,累计生产精甲醇超过11万t,平均455t/d。经过几次提温，合成催化剂始终保持CO单程转化率在35%左右，弛放气量约为2000Nn?/h,系统压力5MPa。8结论就我公司使用NC307催化剂的情况来看，有以下特点:催化剂活性好,CO单程转化率高。初期转化率在40%以上，现通过缓慢提温、调节，能保持在35%左右。前工段工况不稳，入合成塔气体成分波动较大时，合成催化剂仍能保持较高的转化率。稳定性较好。列管式合成反应器便于催化剂热点温度的控制，有利于延K催化剂的使用寿命。结蜡少。2005年至今，未进行过除蜡。针对曾经出现结蜡的情况，采取避免杂质进入、控制循环气中的甲醇