水解保护专利技术在大型醋酸装置的应用

陈 健，张清建，刘华伟

（华烁科技股份有限公司，国家气体净化剂重点工业基地，湖北省化学研究院，工业气体净化与精制湖北省重点实验室，湖北武汉 430074）

河南某知名企业年产20万吨醋酸项目于2005年12月开始筹建，采用西南化工研究设计院自行研制开发的《甲醇低压液相羰基合成法生产技术》，上海化工设计院的优化设计，与国内同行相比具有明显优势。2007年3月开始工程安装，于2008年10月一次试车投产成功。该项目充分利用集团公司在化肥生产中富余的CO2和联醇装置，不但有充足的甲醇、焦炭、水源等原材料及可靠的动力供应，还可充分利用集团公司现有部分公用工程设施，降低原料采购和运输成本。二期技改后现已达到年产40万吨醋酸生产规模。

醋酸生产工艺中原料CO气体中的干法净化尤为关键。该公司经过一年的多次调研，最终选用华烁科技股份有限公司水解保护专利技术。该技术已在国内多家高浓度CO气体净化工程中成功应用，并获得国家发明专利。2008年10月一次开车打通流程，操作简便，净化度高，全面达到设计指标。

1 高CO、高COS下的水解保护专利技术介绍

高CO、高COS下的水解保护专利技术由保护剂串T504A常温水解催化剂组成，水解催化剂可完成高效、长周期的COS转化为H2S的功能，运行寿命在1a以上，期望值2~3a。使有毒物质COS的排放大大降低，有利于环境保护。

1.1 工作原理

T504A常温水解催化剂催化水解的反应原理见下式。

COS+H2O → H2S +CO2+Q

1.2 T504A常温水解催化剂主要物性指标

T504A常温水解催化剂主要物性指标见表1

表1 T504A常温水解催化剂主要物性指标

2 醋酸装置水解保护专利技术应用情况

2.1 河南顺达公司CO原料气条件

流量：50 000m3（标）/h；压力：0.05MPa

组分：CO 68%~70%；CO228%~30%；H21%~2%

O2≤4 500×10-6；H2S ≤ 600×10-6；

COS ≤1 500×10-6

2.2 工艺全流程示意图

工艺全流程示意框图1。

图1 工艺全流程示意框图

2.3 水解保护专有技术流程示意图

水解保护专有技术流程示意见图2。

图2 水解保护专有技术流程示意图

2.4 水解保护技术工艺流程简述

CO原料气出气柜经过静电除焦、风机提压至约50kPa，通过蒸汽加热器气体提温至50~90℃，并联进入4组水解保护塔，进行COS转化H2S水解过程，完成90%以上的COS转化，含大量H2S的CO气体进入湿法脱硫，完成脱除H2S的工作，降低硫化物负荷，进入后序工段。

2.5 气体分析方法

硫化物分析采用德国西门子产的Maxun ed Ⅱ气相色谱分析仪。

2.6 水解保护系统的工业操作数据（表2）

表2 水解保护系统进出口硫数据见表2。

表2 水解保护系统进出口硫数据表H2S

2.7 数据汇总

（1）2018年2月—2019年5月，水解保护的COS转化率均>95%；

2019年5月—2019年6月，水解保护的COS转化率均>90%；

2019年6月30日，水解保护的COS转化率仅61.5%，采取提温措施（63℃提至68℃），转化率可接近90%；

2019年7—8月，水解保护的COS转化率均>85%；

2019年9月，水解保护的COS转化率均>80%；

2019年10—12月，水解保护的COS转化率均>70%。

（2）水解保护入口硫化物数据。

H2S （300~700）×10-6，主要500×10-6左右数据为主；

COS （1 100~1 700）×10-6，主要（1 300~1 400）×10-6左右数据为主。

（3）数据显示，在末期催化剂床层75℃后，提温至88℃期间，满足不了COS转化率85%的设计值。

（4）催化剂床层温度按照技术要求逐步提温，提至90℃后于2020年6月中旬4 组全部更换。

3 结语

1） 水解保护专利技术使用效果佳，COS转化率高，使用初期可达98%以上，可做到有毒物质COS的零排放，有利于保护环境。

2）催化剂强度好，并经历多次开停车考验。新催化剂从外观上看产品强度好，粉尘极少，因此不需要过筛，可直接装填到反应器内。催化剂卸出后，催化剂除了粉尘含量较高、颜色偏黄外，颗粒并无破损且强度保持稳定。

3） 工艺抗毒能力强，催化剂使用寿命长。在同等工况下，水解催化剂在无保护剂的情况下，催化剂往往不超过2个月即快速失活。该装置采用华烁科技水解保护专利技术，在催化剂前端使用高效保护剂，可大量消除对T504A水解催化剂活性有影响的不利因素。虽煤气气质中粉尘含量大，装置运行一段时间会因粉尘累积阻力增加明显，但可通过在一定时间内灵活更换塔内上部的少量污染严重的保护剂，使得T504A水解催化剂可长时间保持高效活性，极大延长了催化剂的使用寿命，正常保证1a以上，期望值2~3a，为企业创造了可观的经济效益。

致谢：本文经国家有突出贡献的专家孔渝华研究院审阅，提出不少宝贵的修改意见，特致衷心感谢！