甲醇合成催化剂钝化后再应用

李玉茹　刘涛飞

[摘要]陕西神木化学工业有限公司成立于2003年，主要从事甲醇生产经营工作。公司该项目分二期建设，一期年产20万吨甲醇项目，从2003年10月正式开工建设，于2005年10月14日生产出合格精甲醇。二期年产40万吨项目于2007年6月份开工建设，2008年8月10日生产出合格精甲醇。目前，两套装置稳定运行。本文介绍了甲醇合成催化剂钝化后经二次升温还原后的再应用。

[关键词]甲醇合成催化剂；钝化后；再应用

一、工艺概况

神木化学工业有限公司是以美国德士古公司的水煤浆气化技术生产水煤气。一期净化工段采用NHD（聚乙二醇二甲醚）加压脱硫、脱碳，中、常温二段水解、精脱硫新工艺生产甲醇原料气体，二期净化工段采用大连理工低温甲醇洗脱硫、脱碳净化气体工艺。

甲醇合成为6.0MPa低压甲醇合成工艺，一二期系统年产甲醇60万吨，均使用国内华东理工大学“绝热一管壳复合”型甲醇合成塔技术。来自净化工段的甲醇合成气（P=3.2MPa（G），T<40℃），首先与氢回收来的富氢气（P=2.9-3.1MPa（G），T=40℃）混合，进入合成气压缩机一段，压缩至5.5MPa（G）后与循环气混合，再经循环段压缩至P=6.0MPa（G），后进入中间换热器的壳程，混合气被预热至170～206℃，平均分两股由顶部进入甲醇合成反应器，甲醇合成反应器的上部有一段高约300mm的催化剂绝热层。反应生成甲醇和水及少量有机杂质，并放出大量的热。合成塔出口反应气体的温度约为220-247℃，经由中间换热器回收反应热，温度降至90～100℃左右。有少量甲醇冷凝的反应气再进入循环水冷却器进一步冷却至40℃以下，此时大部分的甲醇冷凝下来，进入甲醇分离器分离出液体粗甲醇。分离出的粗甲醇经减压后进入甲醇膨胀槽闪蒸，闪蒸出溶解在粗甲醇中的气体，然后送至甲醇中间罐区的粗甲醇贮槽，再经泵加压送至甲醇精馏装置使用。出甲醇分离器的气体（P=5.55MPa（G），T=40℃）返回合成气压缩机，加压后循环使用：循环气与新鲜气的比例约为5.36。为防止惰性气体在系统中积累，要连续从系统中排放弛放气，排出的弛放气进入弛放气洗涤塔，由高压密封水洗涤其中的甲醇气体，不含甲醇的弛放气送至氢回收工段，回收其中的有效气体。回收的富氢气同新鲜气汇合后，经压缩机升压后进入甲醇合成塔。洗涤塔排出的淡甲醇溶液送往甲醇精馏工段，作为甲醇油的萃取剂。甲醇膨胀槽产生的甲醇膨胀气经压力调节后送往甲醇膨胀气回收装置。甲醇合成反应是强放热反应，反应热由甲醇合成反应器壳程的饱和水（P=4.5MPa（G），T=132℃）气化移出。甲醇合成反应器壳侧副产2.5-3.9MPa（G）的饱和蒸汽，减压后送往S3蒸汽（P=1.0MPa（G），T=185℃）管网。

二、使用催化剂介绍

陕西神木化学工业有限公司所使用的甲醇合成催化剂为南化集团所生产的C-307型铜基催化剂，C-307型铜基催化剂主要由铜、锌、铝的氧化物所组成，具有金属光泽的黑色圆柱体（端面为球面）。其外形尺寸Φ5mm×（4～5）mm，堆密度为1.35Kg/L+0.10Kg/L，比表面积为110m²/g±10m²/g，径向抗压碎力为≥205N/cm，初活性（甲醇时空产率）为≥1.30g/mL·h，耐热后活性（甲醇时空产率）为≥100g/mL·h，工业使用温度为190℃～300℃，最佳温度为205℃-265℃，使用压力为3.0MPa～15.0MPa，使用空速为4000h^-1～20000h^-1。

三、催化剂使用情况分析

（一）合成系统运行条件及其参数

1.合成塔温度