下载文档原格式
XNC-98系列合成甲醇催化剂使用说明书西南化工研究设计院有限公司2019年12月目次一．催化剂的主要物化特性 (2)二．催化剂的使用条件 (3)三．催化剂装填 (3)四．催化剂的升温、还原 (3)五．操作注意事项 (6)六．停车 (6)七．卸催化剂 (7)八．其他 (7)XNC-98系列合成甲醇催化剂使用说明书XNC-98系列催化剂是我公司研制和开发的一种高活性、高选择性的甲醇合成催化剂。
用于低温低压下由碳氧化物与氢合成甲醇。
可适用于各种类型的甲醇合成反应器。
具有低温活性高、热稳定性好的特点。
常用的操作温度为210～310℃，操作压力3.0～15.0MPa，空速5000～20000h-1（最佳空速8000～12000h-1）。
本催化剂可广泛适用于各种原料生产的合成气。
一．催化剂的主要物化特性1．催化剂主要物理性质外观：有黑色金属光泽的圆柱体外形尺寸（直径×高），mm：6×(4.5～5)堆密度，Kg/L：～1.25径向抗压碎强度，N/cm：≥2002．催化剂化学组成催化剂主要化学组成列于下表：3．催化剂的活性按本催化剂质量检验标准规定，在下述活性检验条件下：催化剂装量：4mL 粒度： 20目～40目反应压力： 5.00±0.05MPa 空速： 10000±300h-1反应温度：230±1℃、250±1℃气体组成：CO 12×10-2～15×10-2，CO2 3×10-2～8×10-2惰性气体 7×10-2～10×10-2，其余为H2。
催化剂活性为：230℃时，催化剂的时空收率≥1.50Kg/L∙h；250℃时，催化剂的时空收率≥2.0Kg/L∙h。
4．催化剂的使用寿命在正常条件下运转寿命为3年以上。
二．催化剂的使用条件XNC-98系列催化剂在下列条件范围内使用反应压力： 3.0～15.0MPa反应温度：还原好的催化剂在190℃就具有较好的活性，一般使用温度是200～300℃。
合成催化剂升温还原方案编写：张广贤审核：审定：批准：新能能源公司合成车间二○○九年六月一编写依据：1.《化学工业大中型装置试车工作规范》（HGJ231-91）2.《化工装置实用操作技术指南》4.《新奥60万吨/年甲醇工程合成卡萨利操作手册》5．合成、氢回收岗位终版PID流程图6. 四川天一科技股份有限公司提供的《XNC-98触媒使用说明书》二、升温还原应具备的条件1. 所有装置及配套工程，按设计（包括设计变更）全部施工完毕，工程质量符合要求，所有工程已经中交验收。
2. 全部工艺管道和设备都已经过强度试验合格，设备、管道均已经过气密试验，且确认合格。
催化剂装填完毕后，已用空气（或氮气）将催化剂粉末从合成塔中吹除干净。
3. 合成压缩机和强制循环泵单体试车和联动试车合乎要求，可供正常运转。
4. 合成塔和保护床的触媒装填工作均已完成。
5. 蒸汽加热炉的烘炉工作已经结束。
6. 合成汽包煮炉、系统水冲洗均已完成。
7. 公用工程水、电、汽、仪表空气、工厂空气、0.4MPa、2.1MPa氮气等已能按设计值保证供应。
8. 合成系统的电气、仪表已调试合格。
报警及联锁的整定值经静态调试已准确好用。
9. 化验室分析工作准备就绪，能准确分析合成塔进出口（A7002、A7013）的CO、H 2、O2、CO2等各组份浓度以及水汽浓度，氢气含量低氢（0～2%）、高氢（5～15%）。
10. 市场部已签订氢气供货合同，具备稳定提供还原气H2的条件。
11. 调度室负责可以保证提出2.1MPa氮气，氮气纯度>99.9%(V%)。
12．车间按XNC-98型合成甲醇催化剂升温还原操作要求，绘制升温还原操作曲线图。
13. 准备好计量还原水的量具和记录表格。
已和催化剂厂家；14、编写的还原方案经厂家确认，并得到公司相关部门的批准。
15.外购氢气配制临时管线（由合成气压缩机二楼升温还原管线配至合成气压缩机厂房东侧离马路1米处）已完成（见现场配管平面图）。
甲醇催化剂升温还原方案一、编写依据：1、《NC307型甲醇触媒使用说明书》（南化集团研究院编订）。
2、《化学工业大中型装置试车工作规范》（HGJ231-91）。
3、《化工装置实用操作技术指南》。
4．榆林醋酸厂合成（80）、氢回收（803）及压缩机管道仪表流程图（华陆工程科技有限公司）。
二、检查确认工作：1、检查设备、管道、阀门安装是否正确，盲板安装是否正确。
2、设备、管道吹除合格，机泵单体试车合格，R2001壳程及V2001清洗、试漏已完成。
3、触媒装填完毕。
4、系统气密性试验合格、氮气置换合格，系统氮气保压在0.45 Mpa。
5、系统内安全阀、仪表及安全联锁系统调校合格，功能正常。
6、检查消防、气防器材等安全设施是否齐全、好用。
7、公用工程（冷却水、脱盐水、高压密封水、N2、高压过热蒸汽、仪表空气、电）已按要求供给。
8、通知质检中心作好合成工序开车前的各项分析准备工作。
9、在X2001中配好5%（wt.）Na3PO4溶液待用。
三. 触媒升温还原：1、准备工作：①合成系统N2置换合格且保压至0.45Mpa。
② C2001处于备用状态，公用工程供应正常。
③现场联络及通信设施齐全，检验合格，灵敏好用。
④分析仪器、仪表、称量器具、各种图表、报表已作好准备。
⑤净化工段(或一期可以提供富氢气)能提供合格净化气。
⑥检查应开阀门：A、锅炉给水总阀（双阀间盲板倒通），V2001A/B蒸气出口截止阀，HV20001及其前切断阀。
B、LV20002前切断阀， FG20001前后切断阀， V2302粗甲醇进口阀。
C、 PSV2001、PSV2002、PSV2003、PSV2004根部截止阀。
D、各压力表、流量计、分析表、液位计根部截止阀。
⑦检查应关阀门：A、C2001新鲜气进气总阀及其旁路阀（双阀间盲板倒通）。
B、LN-20002-11/2″管线上充氮双阀（盲板倒通），LN-20003-11/2″管线上充氮双阀（盲板倒通）。
甲醇合成触媒升温还原方案编写：审核：审定：批准：日期甲醇合成催化剂升温还原方案本炉催化剂采用南京世德提供的铜基催化剂，根据系统条件并征求南京世德与杭州林达的意见后，以氮气为载气升温，触媒还原用精脱硫后的净化气进行还原，气体成分为CO 19% CO2 2% H2 74.5% CH4 3.5% N2 1% 主要反应方程式为：H2+CuO= Cu+H2O+QCO+ CuO= Cu+CO2 +Q2H2+CO= CH3OH +Q3H2+CO2= CH3OH+ H2O+Q配氢管线来自精脱，即从精脱出口大阀的跨线阀门后接一条临时管线，经进合成气压缩机的渗透气管线到合成入口的配氢管线（见图），排水位置为醇分的本体导淋，并利用系统压力压到计量桶，从计量桶移到水箱内，用车运走一、升温还原前应具备的条件1 检查系统内所有设备管道阀门分析取样点完好，具备使用条件；电气仪表及自调阀具备投用条件2 检查精脱出口大阀后渗透气管线加盲板完毕，进合成工段的配氢管线盲板倒为活板3 升温还原方案坐标图记录表等准备到位，并且所有参加还原的操作人员已经学习培训完毕，熟练掌握操作要领，保证不会出现误操作4 氮气开工蒸汽可以投用，废锅建立正常的液位，循环水投用，系统氮气置换合格O2≤0.1%，并氮气保压至0.5Mpa5 合成气压缩机氮气工况运行正常6 合格的精脱气可以使用7 人员分配完毕，分析工检修工到位，并熟悉流程和操作要点二、合成触媒的升温还原：1 打通升温路线，开工加热器进出口阀门打开，主工艺阀门关闭，系统全部导淋已经关闭。
2、建立系统氮气循环，逐渐提高出口压力，同时调整循环气量不低于30000m³/h3 投开工蒸汽按≤30℃／h的升温速率进行升温4 在110℃时开始出现少量的物理水，开始进行排放；当塔入口TR03210温度达到130℃时，间断开配氢阀门一次，并测试塔入口的CO+H2的含量以确定阀门的有效性；当温度达到175℃时，触媒恒温2小时，拉平床层温度，准备配气5 稍微打开配气阀门的小跨线，并观察流量计的显示，并马上在塔入口分析取样保证CO+H2≤0.5%,同时在AT3201处（循环气取样点）取样分析氮气中的CO和H2含量，中控室密切注视床层的温度变化。
甲醇催化剂升温还原操作要点陈志伟【摘要】根据生产实践经验,修改双甲工艺甲醇催化剂的升温还原方案.还介绍了升温还原过程中的注意事项.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2012(038)006【总页数】3页(P51-53)【关键词】甲醇;催化剂;升温还原;温升【作者】陈志伟【作者单位】山西兰花科创股份有限公司化肥分公司,山西晋城048000【正文语种】中文【中图分类】TQ223.12+1自从双甲工艺在化肥企业应用以来，大家体会和认识到了它的许多优越性，它不但取代铜洗工艺起到净化作用，而且成为调节氨、醇产量的重要手段，提高了合成氨系统各工段的操作弹性（尤其是变换后CO含量和脱碳后CO2含量）。
双甲工艺正常生产操作比较平稳简单，而由于甲醇催化剂还原反应是生成水的不可逆放热反应，因此，甲醇催化剂开车升温还原是双甲工艺操作的重中之重。
1 甲醇催化剂还原反应机理化肥企业现一般使用的是Cu－Zn－Al系催化剂，还原以前呈氧化态。
催化剂是由高纯度Cu（NO3）2、Zn（NO3）2 溶解在 Na2CO3 溶液中用共沉淀法得到（Cu、Zn）2（OH）2CO3 沉淀，然后加入Al2O3和Cr2O3等，经高温形成多孔结构的圆柱体小颗粒。
根据金属活性排序，K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Se、Pb都排在 H前面。
Zn和Al的活性比H强，Cu的活性比H弱，因此一般只有CuO发生还原反应：还原过程出水量约为催化剂重量的20%左右，各种型号的催化剂Cu含量有所差异，其中化学水占8%～10%，物理水占10%～13%。
铜基催化剂还原的关键是控制还原反应速度，尤其在出物理水和化学水的两个出水高峰期。
笔者根据我厂多次催化剂还原过程，总结出80～95℃和145～160℃是两个出水高峰期温度范围，80～95℃主要出物理水，145～160℃主要出化学水。
根据描述化学反应速率（k）与温度（T）和反应活化能Ea之间关系的阿累尼乌斯方程式k＝Aexp（－Eα／RT），对于确定的化学反应，其活化能是一定的，那么当反应热达到或超越反应所需活化能量Ea时，化学反应速率发生飞跃，反应迅速进行（活化能意义本文不再详述）。
Ｋｔ５１￣９型甲醇合成催化剂升温还原小结任庆伟ꎬ徐广才ꎬ姚剑锋(内蒙古荣信化工有限公司ꎬ内蒙古鄂尔多斯㊀０１４３００)㊀㊀摘㊀要:介绍了Ｋｔ５１￣９型甲醇合成催化剂的性能特点及其在９０万ｔ/ａ甲醇合成装置中的升温还原情况ꎮ分析讨论了还原气㊁还原温度㊁出水量等参数对还原操作的影响ꎬ并总结了还原过程的各项事项ꎮ㊀㊀关键词:甲醇合成ꎻ催化剂ꎻ升温还原㊀㊀中图分类号:ＴＱ２２３.１２１㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ｂ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:２０９６￣３５４８(２０２０)０９￣００２５￣０４㊀㊀某９０万ｔ/ａ甲醇合成装置采用英国庄信万丰公司(简称庄信万丰)低压甲醇合成技术和Ｋｔ５１￣９型催化剂ꎬ预合成塔(简称预塔)串联主合成塔(简称主塔)流程ꎮ其中ꎬ预塔为固定床绝热反应器ꎬ主塔采用庄信万丰设计的轴径向列管式合成塔ꎬ预塔和主塔均装填Ｋｔ５１￣９型催化剂ꎬ主塔壳程装填催化剂ꎬ管程为锅炉水ꎮ还原使用的气体是膜分离产出的富Ｈ２ꎬＨ２体积分数约９４％ꎬ升温还原过程基本达到了低温㊁低氢和分层还原ꎮ低温是指还原过程床层温度不超过２２０ħꎬ低氢是指催化剂升温还原过程Ｈ２体积分数控制在０.３％~１.０％ꎬ分层是指催化剂还原实现了从预塔到主塔㊁主塔从内到外还原ꎮＫｔ５１￣９型催化剂主要由Ｃｕ㊁Ｚｎ㊁Ａｌ的氧化物组成ꎬ和甲醇合成通常采用的铜系催化剂一样ꎬ在催化剂使用之前必须将其由氧化态还原成还原态才有活性[１]ꎮ纯铜对甲醇合成没有催化活性ꎬ只有加入相应的助剂ꎬ如ＺｎＯ和Ａｌ２Ｏ３ꎬ形成Ｃｕ￣ＺｎＯ双组分或者Ｃｕ￣Ｚｎ￣Ａｌ三组分才具有较好的活性[２]ꎮＺｎＯ对甲醇合成反应有很好的选择性ꎻＡｌ２Ｏ３对Ｃｕ有很好的催化活性ꎬ同时还能起载体作用ꎮ１㊀工艺流程甲醇合成系统主要由两个串联的固定床绝热反应器和径向蒸汽上升式反应器组成ꎮ从低温甲醇洗系统来的合成气(５.１９ＭＰａ㊁３５ħ㊁氢碳比为２.０５~２.１５)与氢回收系统的富Ｈ２混合后进入合成气压缩机内ꎬ加压到７.０８ＭＰａꎬ预热到１６５ħ脱除气体中的硫化物ꎬ使硫化物体积分数<３０ˑ１０－９ꎬ然后与循环气压缩机出口循环气混合ꎬ共同进入预塔部分发生反应ꎮ出预塔的气体通过主塔底部和顶部进入中心筒分布器ꎬ气体从主塔中部外侧出去ꎬ在催化剂的作用下反应生成甲醇ꎮ出主塔的气体经冷却㊁分离㊁闪蒸得到粗甲醇ꎬ分离出的气体进入循环气压缩机循环利用ꎮ工艺流程见图１ꎮ２㊀反应器床层热电偶布置预塔为卧式设备ꎬ共６支热电偶均匀分布在设备中线位置ꎮ主塔热电偶分４个区域(Ｔ１㊁Ｔ２㊁Ｔ３㊁Ｔ４)ꎬＴ１~Ｔ４由中心筒向反应器外侧布置ꎮ每个区域沿反应器轴向安装２支多点热电偶ꎬ每支热电偶设Ａ~Ｊ１０个测温点ꎬ用于监控床层不同位置的温度ꎮ主塔热电偶布置见图２ꎮ３㊀Ｋｔ５１￣９型催化剂的性能特点Ｋｔ５１￣９型催化剂为直径５.０ｍｍ㊁高度４.７~５.３ｍｍ的柱状颗粒ꎬ堆密度为１２１７.４ｋｇ/ｍ３ꎬＣｕＯ质量分数约６３.９％ꎬＺｎＯ质量分数约２４.４％ꎬＡｌ２Ｏ３质量分数约１０％ꎬＭｇＯ质量分数约１.４％ꎮ操作压力为６.４~６.８ＭＰａꎮ该装置催化剂设计预塔装填量为２０.１ｍ３ꎬ主塔装填量为１０４ｍ３ꎻ实际预塔装填量为１９.３ｍ３ꎬ主塔装填量为１０３.３ｍ３ꎬ两塔共装填催化剂１４９.２５ｔꎮ４㊀催化剂升温还原㊀㊀本次催化剂升温还原耗时大约４５ｈ(不包括作者简介:任庆伟(１９７２ )ꎬ男ꎬ高级工程师ꎬ主要从事煤化工生产管理工作ꎻｘｇｃ５２１３＠１６３.ｃｏｍ２Ｒ１２１ 主塔ꎻ２Ｒ１２２ 预塔ꎻ２Ｃ１１１ 合成气压缩机ꎻ２Ｄ１１２ 脱硫槽ꎻ２Ｄ１２１ 汽包ꎻ２Ｄ３１１ 合成气分离器ꎻ２Ｄ３２１ 甲醇分离器ꎻ２Ｃ１２１ 循环气压缩机ꎻ２Ｅ１１１ 原料气预热器ꎻ２Ｅ１２１ 进出塔换热器ꎻ２Ｅ１２２ 甲醇水冷器ꎻ２Ｅ１２３ 锅炉水预热器ꎻ２Ｅ２２１ 粗甲醇冷凝器ꎮ图１㊀甲醇合成工艺流程(ａ)主塔热电偶侧视图㊀(ｂ)热电偶俯视图图２㊀主塔热电偶布置图升温和高氢浸泡时间)ꎮ根据供应商提供的数据ꎬ催化剂升温还原过程出水质量约占催化剂质量的１５％ꎬ即２２.４ｔꎬ本次还原实际出水质量为２１.８ｔꎮ升温还原理论消耗有效气Ｈ２＋ＣＯ约２.４万ｍ３ꎬ本次还原实际消耗富Ｈ２约３.０万ｍ３ꎮ４.１㊀还原温度的确定铜基催化剂还原通常使用Ｈ２ꎬ还原的主要反应为:ＣｕＯ＋Ｈ２ңＣｕ＋Ｈ２ＯꎬΔｒＨ ｍ＝８６.０ｋＪ/ｍｏｌ(１)该反应是一个剧烈的放热反应ꎬ铜基催化剂升温还原的关键是移走反应热ꎬ控制床层温度ꎮ为了更好地利用催化剂的低温活性ꎬ确定催化剂主还原期的床层温度为１９０~２２０ħꎮ还原过程中主塔内的温度通过蒸汽喷射器补入４.０ＭＰａ过热蒸汽提供ꎬ预塔通过主塔出口气体经进出塔换热器加热入口气体维持ꎮ主塔内床层温度通过热电偶监测ꎬ同时参照主塔汽包饱和蒸汽温度和压力作为对比ꎮ４.２㊀还原气从还原反应来看ꎬ铜基催化剂的还原可使用Ｈ２和ＣＯꎬ但每摩尔ＣＯ与ＣｕＯ反应比Ｈ２多放热３９ｋＪꎮ因此ꎬ使用Ｈ２作为还原气体更容易控制床层温度ꎬ使催化剂的性能达到最佳ꎮ外购高纯Ｈ２作为还原剂时经常会遇到气体供应不连贯㊁压力不稳的情况ꎬ结合本项目实际情况ꎬ催化剂还原采用另外一套甲醇合成装置膜回收的富Ｈ２作为还原气体ꎬ以Ｎ２为稀释气体ꎮ使用膜回收的富Ｈ２ꎬ不仅起源压力稳定可控ꎬ而且气体经过多次净化ꎬ基本不含Ｓ㊁Ｃｌ等对催化剂有害的组分ꎮ实际还原过程中富Ｈ２的组分为:Ｈ２体积分数为９４.１％ꎬＨ２Ｏ体积分数为０.１７８％ꎬＣＯ体积分数为０.５２６％ꎬＣＯ２体积分数为０.６０８％ꎬＮ２体积分数为２.５１５％ꎬＡｒ体积分数为０.８７１％ꎬＣＨ４体积分数为０.４５％ꎮ与甲醇合成反应一样ꎬ催化剂升温还原过程中空速是影响还原效果的重要因素ꎮ空速过大ꎬＨ２与ＣｕＯ反应时间过短ꎬ达不到还原效果ꎻ空速过小ꎬＨ２与ＣｕＯ的反应热不能及时移走ꎬ可能因催化剂局部超温而产生烧结ꎮ根据本装置进出塔换热器压差设计的工艺特点ꎬ在Ｎ２工况下ꎬ循环气质量流量应不超过８５ｔ/ｈꎬ以避免进出塔换热器产生振动ꎮ本次还原富Ｈ２消耗量约３万ｍ３ꎬ折合为纯Ｈ２约２.８２万ｍ３ꎬ略大于理论值２.４万ｍ３ꎬ主要原因为富Ｈ２中存在ＣＯꎬ还原过程中需要不断放空以减少ＣＯ２的累积ꎬ造成部分Ｈ２损失ꎮ４.３㊀出水量催化剂升温还原过程出水主要包括物理水和化学水ꎮ根据供应商资料ꎬ物理水一般为催化剂总质量的３％ꎬ以此计算物理水约４.５ｔꎬ化学水约１７.９ｔꎮ本次升温还原出物理水２.５２ｔꎬ化学水１９.２８ｔꎮ物理水比理论少１.９８ｔꎬ化学水比理论多１.３８ｔꎮ去除计量误差和水排放过程的损失ꎬ本次还原总出水量与理论出水量相符ꎬ物理水少的原因是升温时间短ꎬ物理水没有足够时间排出ꎬ在还原阶段排出造成化学水出水大于理论值ꎮ４.４㊀升温还原过程还原过程以Ｎ２为稀释气体ꎬ通过主塔对系统回路充压０.３ＭＰａꎬ然后利用主塔４.０ＭＰａ开工蒸汽对主塔以２５~５０Ｋ/ｈ的速率升温ꎮ此时预塔和主塔应作为一个系统ꎬ当温度达到１３０~１５０ħ时ꎬ向系统加入富Ｈ２开始加氢试验ꎮ加氢测试完成后提高温度ꎬ直至Ｈ２＋ＣＯ被完全消耗ꎬ然后开始进入主还原期ꎮ当预塔入口温度>１８０ħ时ꎬ开始向系统加富Ｈ２并控制回路中Ｈ２＋ＣＯ体积分数不高于１％ꎬ此时系统压力逐渐提高到０.７ＭＰａꎮ在催化剂主还原期间ꎬ预塔和主塔任何一支热电偶温度不允许超过２３０ħꎬ以免峰值温度出现在没有热电偶监测的地方ꎮ当预塔入口和主塔出口Ｈ２体积分数不再变化ꎬ出水量与理论值接近且不再变化ꎬ基本可以判断还原结束ꎮ将Ｈ２体积分数逐渐提高至１４％进行高氢浸泡６~８ｈꎬ并将汽包温度提高至２３０ħꎮ床层无进一步温升ꎬ进出口Ｈ２体积分数一致时还原结束ꎬ用Ｎ２吹扫置换系统并隔离等待接气ꎮ两塔的催化剂还原温度曲线见图３ꎮ５㊀还原期间遇到的问题及处理进行加氢试验时ꎬ回路Ｈ２体积分数与还原气流量计之间的偏差较大ꎮ合成回路计算容积为９５０ｍ３ꎬ在０.３ＭＰａ的回路压力下ꎬ需要３６.２ｍ３的Ｈ２＋ＣＯ才能使回路中的Ｈ２＋ＣＯ体积分数达到１％ꎬ通过手动分析Ｈ２＋ＣＯ体积分数和还原气流量计对比ꎬ发现偏差较大ꎬ经检查确认为还原气文丘里流量计方向安装错误ꎬ经调整校对后两者比较相符ꎮ１ 预塔入口温度ꎻ２ 预塔出口温度ꎻ３ Ｔ１平均温度ꎻ４ Ｔ２平均温度ꎻ５ Ｔ３平均温度ꎻ６ Ｔ４平均温度ꎻ７ 主塔出口温度ꎮ图３㊀催化剂还原温度曲线㊀㊀因还原气使用富Ｈ２ꎬ存在少量ＣＯꎬ在还原过程中不断产生ＣＯ２ꎬ虽然通过弛放气不断放空ꎬ但是ＣＯ２体积分数最高达到６％ꎬ可能会导致催化剂ＺｎＯ与ＣＯ２反应生成ＺｎＣＯ３ꎬ从而影响催化剂使用寿命[３]ꎮ６㊀结语(１)使用富Ｈ２还原Ｋｔ５１￣９型甲醇合成催化剂效果较为理想ꎬ还原实际耗氢量和出水量与理论相当ꎮ有效避免了因Ｈ２槽车供应不连贯㊁压力不稳对催化剂升温还原带来的影响ꎬ并最大限度地减少了不利于催化剂的杂质气体ꎮ(２)相对于主塔壳侧ꎬ主塔管侧升温速率不能过快ꎬ根据设备工艺商要求ꎬ连接主塔蒸汽上升管和主壳体的膨胀弯能承受的最大热膨胀量相当于管壳侧１６０Ｋ的温差(壳侧８５ħꎬ管侧２４５ħ)ꎬ这种限制就要求在使用蒸汽升温前必须先进行Ｎ２循环ꎮ(３)联合压缩机为二合一压缩机ꎬ催化剂升温还原主要围绕甲醇合成回路进行气体循环ꎬ主要通过循环气压缩机完成ꎬ此时合成气压缩机也必须建立Ｎ２循环ꎬ以免由于内部泄漏而污染合成回路ꎮ并且在升温还原过程中要防止压缩机出现漏油而带入主塔ꎮ(４)主塔通过蒸汽加热到１５０ħ时ꎬ汽包压力超过回路压力ꎬ在升温还原过程中要严密监控ꎬ防因汽包压力高㊁主塔泄漏造成水进入催化剂床层ꎬ损坏催化剂ꎮ(５)催化剂升温还原是放热反应ꎬ控制床层温度的关键是还原速度ꎬ因此升温必须平稳ꎬ均匀出水ꎬ以防止升温过快或出水过快影响催化剂活性和使用寿命ꎮ升温还原一般遵循的原则是 三低㊁三稳㊁三不准㊁三控制 ꎬ即低温出水㊁低温还原㊁还原后有一个低负荷运行期ꎬ提氢稳㊁提温稳㊁出水稳ꎬ提氢和提温不准同时进行㊁水分不准带入塔内㊁不准长时间高温出水ꎬ控制补Ｈ２速度㊁控制ＣＯ２浓度㊁控制出水速度[４]ꎮ(６)还原时ꎬ由于Ｈ２体积分数低不易准确分析ꎬ因此加氢试验是非常必要的ꎬ通过加氢试验可以确定确定回路Ｈ２体积分数和还原气体流量计之间的关系ꎬ同时也是检查在线仪表和分析仪器是否一致的重要判断ꎮ为减小误差ꎬ还原过程中每隔３０ｍｉｎ取样分析一次对照分析ꎬ以减小分析误差ꎮ参考文献[１]㊀段秀琴.甲醇合成铜基催化剂的研究概述[Ｊ].山西化工ꎬ２００９ꎬ２９(２):３６￣３８ꎬ４８.[２]㊀王二龙.浅析低压合成甲醇铜基催化剂升温还原要点[Ｊ].石油化工ꎬ２０１６(３):７８￣７９.[３]㊀董向荣.甲醇合成塔催化剂的升温还原操作[Ｊ].山西化工ꎬ２０１８ꎬ３８(５):１４５￣１４７.[４]㊀谢克昌ꎬ房鼎业.甲醇工艺学[Ｍ].北京:化学工业出版社ꎬ２０１０.(收稿日期㊀２０２０￣０３￣２４)。
甲醇催化剂升温还原方案
一、编写依据：
1、《NC307型甲醇触媒使用说明书》（南化集团研究院编订）。
2、《化学工业大中型装置试车工作规范》（HGJ231-91）。
3、《化工装置实用操作技术指南》。
4．榆林醋酸厂合成（80）、氢回收（803）及压缩机管道仪表流程图（华陆工程科技有限公司）。
二、检查确认工作：
1、检查设备、管道、阀门安装是否正确，盲板安装是否正确。
2、设备、管道吹除合格，机泵单体试车合格，R2001壳程及V2001清洗、试漏已完成。
3、触媒装填完毕。
4、系统气密性试验合格、氮气置换合格，系统氮气保压在0.45 Mpa。
5、系统内安全阀、仪表及安全联锁系统调校合格，功能正常。
6、检查消防、气防器材等安全设施是否齐全、好用。
7、公用工程（冷却水、脱盐水、高压密封水、N
2
、高压过热蒸汽、仪表空气、电）已按要求供给。
8、通知质检中心作好合成工序开车前的各项分析准备工作。
9、在X2001中配好5%（wt.）Na
3PO
4
溶液待用。
三. 触媒升温还原：
1、准备工作：
①合成系统N
2
置换合格且保压至0.45Mpa。
② C2001处于备用状态，公用工程供应正常。
③现场联络及通信设施齐全，检验合格，灵敏好用。
④分析仪器、仪表、称量器具、各种图表、报表已作好准备。
⑤净化工段(或一期可以提供富氢气)能提供合格净化气。
⑥检查应开阀门：
A、锅炉给水总阀（双阀间盲板倒通），V2001A/B蒸气出口截止阀，HV20001
及其前切断阀。
B、LV20002前切断阀， FG20001前后切断阀， V2302粗甲醇进口阀。
C、 PSV2001、PSV2002、PSV2003、PSV2004根部截止阀。
D、各压力表、流量计、分析表、液位计根部截止阀。
⑦检查应关阀门：
A、C2001新鲜气进气总阀及其旁路阀（双阀间盲板倒通）。
B、LN-20002-11/2″管线上充氮双阀（盲板倒通），LN-20003-11/2″管线上充氮双阀（盲板倒通）。
C、X2001加药管线进V2001双阀，LV20001前后切断阀及其旁路阀，PV20002
前后切断阀及其旁路阀，Z2001蒸汽进口双阀。
D、V2001、V2002、V2003放空双阀及排污双阀。
E、LV20002后切断阀及其旁路阀，LV20003前后切断阀及其旁路阀；
F、弛放气进T2201总阀，
G、IA-20002-25-1″管线上仪表空气双阀（盲板倒盲）。
H、各设备、管线、自调阀组导淋阀，各取样管线阀门。
2、分别打开LV20001及其前后切断阀，给V2001加入常温锅炉水，汽包液位涨至50%后关闭LV20001。
（若进汽包锅炉水温度偏高，可通过临时软管，经由LV20001阀组导淋处加入高压密封水。
）
3、E2002A/B投循环水，注意高点排气。
4、触媒升温还原步骤（触媒型号NC307）：
①联系调度开启C2001，通过C2001防喘振阀及HV20001控制系统压力在0.5～
循环。
1.0 Mpa，两塔空速1000～1500h-1，合成回路建立N
2
②引3.75 Mpa过热蒸汽至Z2001进口阀前，微开前切断阀，由导淋处排水，暖管30分钟后关导淋，打开喷射器前阀及喷射器手轮，按触媒升温还原进度表要求调节合成塔升温速率。
③升温还原进度表：
④升温还原过程说明：
按催化剂升温还原进度表要求先对催化剂进行升温，当两塔塔内热点温度升至40℃以上时，及时观察V2002液位。
当LICA20002液位上涨时，由LV20002阀组导淋放水，每半小时计量一次，两塔塔内热点温度升至170℃后恒温1小时，统计出水总量与理论物理出水量相当，则升温阶段结束。
联系调度，通过C2001新鲜气进口总阀之副线小阀向合成回路补入新鲜合成气，控制入塔气（H
2
+CO）浓度为0.5～1%，先在170℃的反应温度下对催化剂进
行还原，当（H
2
+CO）浓度下降时，可通过加氢小阀补氢，直到甲醇合成塔进出
口氢浓度相等为止。
维持（H
2
+CO）浓度在0.5～1%，逐渐增加开工蒸汽喷射器Z2001的蒸汽流量，催化剂按2℃/h升温速率还原，每一次提温前，甲醇合成塔进出口氢浓度一定要达到一致，以保证每级温度下催化剂都得到充分的还原。
当催化剂温度升至190℃后，调整进塔气（H
2
+CO）浓度到1～2%，以0.5℃
/h升温速率将催化剂温度升至210℃；继续提高入塔气（H
2
+CO）浓度至2～8%，以 2.5℃/h升温速率将催化剂温度升至230℃，在此温度下继续提高入塔气
（H
2
+CO）浓度至8～25%，恒温还原2小时，直到还原结束。
⑤升温还原注意事项：
A、每半小时分析一次合成塔进出口H
2、CO、CO
2
含量。
整个还原期间：
合成塔进出口（H
2
+CO）浓度差值为0.5%左右，最高不超过1.0%。
B、合成塔热点温度由Z2001加热蒸汽量及V2001压力控制，V2001液位高时可
由排污导淋排放。
C、控制循环气中CO
2含量＜10%，水汽浓度≤5000PPm，如CO
2
含量＞10%，应开
大补N
2阀，通过HV20001排出过多的CO
2。
D、时刻监视TIA20002热点温度，若有突升趋势或压缩机故障、断电等情况发生，
应立即采取断H
2
；断Z2001加热蒸汽；加大汽包排污，补入低温锅炉水；补氮气；系统卸压等措施，保持合成塔温度稳定。
E、还原终点的判断：
ⅰ、累计出水量接近或达到理论出水量；
ⅱ、出水速率为零或小于0.2Kg/h；
ⅲ、合成塔进出口（H
2
+CO）浓度基本相等。
F、升温还原控制原则
ⅰ、三低：低温出水、低氢还原、还原后有一个低负荷生产期。
ⅱ、三稳：提温稳、补氢稳、出水稳。
ⅲ、三不准：提温提氢不准同时进行；水分不准带入合成塔；
不准长时间高温出水。
ⅳ、三控制：控制补H
2速度；控制CO
2
浓度；控制出水速度。
5、合成导气：
1)触媒还原结束后，控制其热点温度在 210℃，关补氮双阀并加盲板，关补氢
阀，同时缓开新鲜气进压缩机总阀，导入净化气。
2)通过调节Z2001加热蒸汽流量及汽包压力控制合成塔热点温度在220～
230℃，以0.05Mpa/min的升压速率提高合成压力至4.8～5.0 Mpa(G)。
3)当V2002液位上涨时，打开LV20002后切断阀并投自动。
4)当PICA20009有压力指示后，设定其压力为0.3Mpa(G)，投自控。
5)当V2003液位上涨时，打开LV20003前后切断阀并投自动。
6)通过LV22001A/B控制汽包液位为65%，LSLL20001投联锁。
7)汽包压力高于2.5 Mpa(G)后，打开PV20002及前后切断阀，关掉现场放空自
产蒸汽外送。
8)启动X2001给汽包加入Na
3PO
4
溶液，根据S-2001分析数据，打开汽包连续
排污，合成塔壳程及汽包按要求间断排污。
9)氢回收装置具备开车条件后，引弛放气进T2201，按氢回收操作规程开车。
氢回收装置开车正常后，关闭HV20001。
10)合成系统在5.0 Mpa(G)的压力下低负荷生产2～3天。
3.6 待触媒活性正常，合成系统工艺稳定后，提高压缩机负荷，系统压力控制在
5.1～5.4Mpa(G)，系统转入正常生产期。
四、说明：
1、触媒升温还原时，系统应尽可能维持较低压力；空速不得小于1000h-1，可适当加大空速，但不得超过2000h-1。
2、触媒升温还原时，尽可能降低还原气中CO含量，提高H
含量。
2
3、此方案若与催化剂生产厂家提供技术要求有差异，以厂家升温还原方案为准。
4、两台合成塔同时置换、升温和还原，注意保持两塔保持同步。
