焦炉气制甲醇预加氢催化剂的使用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

焦炉气制甲醇预加氢催化剂的使用

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：樊斌

[导读] 摘要：近年来，焦炉气制甲醇工艺中普遍采用了预加氢工艺，目的是保护一级加氢催化剂，同时也降低一级加氢催化剂的负荷，预加氢催化剂使用周期相对较短，通过更换过程看，催化剂阻力大主要集中在上部，也是因为阻力大被迫更换，在使用过程中尝试采用过热蒸汽进行热吹降低阻力，延长了使用寿命，取得了较好效果。

        山西省焦炭集团益达化工股份有限公司 032000
        摘要：近年来，焦炉气制甲醇工艺中普遍采用了预加氢工艺，目的是保护一级加氢催化剂，同时也降低一级加氢催化剂的负荷，预加氢催化剂使用周期相对较短，通过更换过程看，催化剂阻力大主要集中在上部，也是因为阻力大被迫更换，在使用过程中尝试采用过热蒸汽进行热吹降低阻力，延长了使用寿命，取得了较好效果。
        关键词：预加氢；催化剂；热吹；降低阻力
        引言
        某化工公司利用兄弟单位年产200万t焦炭企业富余的焦炉煤气为原料气，年产20万t甲醇项目进行原始开车，现把该公司开车过程中预加氢塔装填的加氢催化剂升温硫化技术进行总结。
        1工艺简述
        来自焦炉气的压力约2.5MPa、温度40℃的焦炉煤气经过滤器和预脱硫槽去除油雾和脱除无机硫后送至转化焦炉气初预热器，利用转化气余热提温到270℃左右，提温后的气体经预加氢转化器、一级加氢转化器，气体中的有机硫转化为无机硫，气体中的氧与氢反应生成水，不饱和烃加氢成为饱和烃，加氢转化后的气体含总硫约250mg/m3，进入中温脱硫槽，将气体中的绝大部分无机硫脱除，之后再经二级加氢转化器将残余的有机硫转化成无机硫，最后经过氧化锌脱硫槽把关，使气体中的总硫达到0.1ppm以下送往转化岗位。
        2催化剂装填条件、步骤和方法
        2.1装填条件
        （1）与预加氢塔相关的干法脱硫工段管道设备试压结束后进行一次气密性试验，气源为空气。气密性试验压力为工作压力。压力分别控制在0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa、2.2MPa，试验压力2.2MPa后保压30min，压力不降，视为试压合格。
        （2）干法脱硫装置设备、管线、电气、仪表全部安装完毕，符合技术要求。设备位号和管线介质名称、流向、标志齐全符合工艺要求。
        （3）所装的加氢催化剂和耐火球符合下列要求。
        ①将铁钼催化剂14.53m3、Φ50mm耐火球2.5m3、Φ25mm耐火球1.24m3搬运至预加氢塔附近。
        ②将相同型号、相同生产批号的催化剂放在一起，并按照装催化剂的先后顺序摆放好，并挂牌加以区分。
        ③指定专人对进入预加氢塔的人员供氧、通讯和安全照明设施进行监视，以上设施未经检查、确认，任何人都不得进入塔内工作。
        ④在装填催化剂前，技术人员必须下到预加氢塔内，按设计高度划出各层瓷球及催化剂的装填标记线。
        2.2装填步骤
        （1）装填催化剂。
        （2）首先进人检查确认底部已用1.6/0.8规格的不锈钢丝网包好。在预加氢塔底部装Φ50mm的耐火球，装填至集气盒上方250mm处后摊平，摊平后装入Φ25mm的耐火球50mm后摊平。
        （3）把预制好的GFW1.6/0.8规格的不锈钢丝网从底部卸料孔处放入，平铺在Φ25mm的耐火球上，铺平后四周压实，防止丝网弹起跳偏造成催化剂泄漏。
        3、加氢催化剂升温硫化
        3.1升温硫化具备的条件
        （1）该系统严格按照设计的要求施工完毕，“三查四定”的整改项已整改完毕。
        （2）系统已吹扫完毕，试压、气密试验已结束。
        （3）加氢催化剂已按要求装填完毕，按升温硫化操作要求，绘制升温硫化操作曲线图。
        （4）参与加氢催化剂升温硫化人员经过系统的安全、技术知识培训，已具备上岗条件。
        3.2升温硫化操作要点
        一级预加氢预转化器A槽硫化系统氮气置换合格后，建立煤气流程对催化剂升温。200℃以前升温速率30～50℃/h，再以同样的速率将床层温度升到200℃。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

再将CS2按每吨催化剂65Kg的量逐渐配入焦炉煤气中开始硫化，硫化中控制入口气中含硫量0.5～1.0%（V），空速400～600h压力＜0.5Mpa，硫化终点判断为进出口硫浓度基本一致。
        （1）升温硫化前将转化驰放气改为精脱硫燃料气，升温炉燃料气使用精脱硫燃料气。
        （2）一级预加氢转化器A槽硫化系统氮气置换合格后直接引焦炉煤气进入升温炉，建立升温流程，点燃升温炉根据升温曲线调节燃气量，一般控制升温炉出口温度不大于床层温度50℃，床层最高温度≤400℃。
        （3）当铁钼床层200℃，有硫化反应，开始滴加CS2。（每吨催化剂约需CS2，65Kg）。
        3.3安全注意事项
        （1）升温期间升温炉压力小于1.0MPa，调节升温炉煤气量时注意转化、合成系统压力及时进行调节，防止转化炉超温、合成气压缩机喘振。
        （2）硫化过程中：每小时分析一次触媒槽进出口H2S和ΣS含量、触媒槽入口氧含量（在系统不稳定时要求增加分析频次），每半小时分析一次焦炉气压缩机入口焦炉气中H2含量。
        （3）升温硫化操作由各班值班长统一指挥操作，硫化过程中听从触媒厂家指导人员。
        （4）升温硫化时，开升温炉进口阀要缓慢，防止升温炉超压，并关注焦炉气流量。
        （5）升温开始后严禁无关人员进入现场，设置警戒线。
        （6）中控人员注意一级预加氢转化器A槽温度变化，如出现温度上涨过快及时减少煤气量进行调节。
        （7）保证二硫化碳槽压力高于一级预加氢转化器A槽压力，防止焦炉气窜入二硫化碳槽。
        （8）硫化过程中安排专门人员进行硫化气量调整。
        4、预加氢催化剂的使用情况
        4.1催化剂床层阻力增大的原因分析
        焦炉气夹带的杂质较多，例如：苯、萘、焦油、粉尘、洗油、压缩机油和水等杂质，这些杂质随着气体夹带进入系统，由于预加氢是第一道屏障，在催化剂表面结垢、结炭、结块，造成阻力上升。既然阻力主要是上部，考虑是否可以采用过热蒸汽对床层进行吹扫，把污染物带出来，达到降低阻力、恢复部分活性的目标。
        4.2第一次热吹及使用情况
        对一级预加氢A槽热吹完成后，利用中压氮气连续吹扫3h，将槽内蒸汽全部赶出，防止温度下降形成蒸汽冷凝液破坏催化剂，同时，对该槽充氮气保持微正压。催化剂床层自然降温至170℃左右投入运行，投用初期压差在0.01MPa，压差逐渐升到0.2MPa切换到B槽使用，催化剂床层温升约50℃，第一次热吹后使用了21d。
        4.3热吹流程
        热吹流程，利用来自转化汽包副产的中压蒸汽，压力约2.7MPa，温度220℃，经升温炉加热至400℃后，蒸汽瞬时流量5t/h，通过升温气管线对一级预加氢转化器A槽进行热吹，床层各点温度达到450℃左右，持续3~4h，热吹时蒸汽现场放空，热吹过程中严格控制升温气管线压力＜0.7MPa。
        结语
        通过对预加氢催化剂的不扒卸热吹，催化剂使用时间延长了33d，相当于延长了正常使用寿命的三分之一时间，由于流程中没有倒吹流程，假设从催化剂的下部进入蒸汽，从顶部放空，直接把附着在催化剂表面的杂物吹出，热吹后的效果会更好，解决阻力的同时还不污染下部的催化剂。
        参考文献：
        [1]改良加氢催化剂升温硫化技术方案[J].郭育菁,郭新法,廉树壮.氮肥技术.2018(02)
        [2]丁辛醇装置加氢催化剂国产化研究[J].李霁峰.天津化工.2020(02)
        [3]中国石油石油化工研究院开发的碳二加氢催化剂实现工业应用[J].石油炼制与化工.2019(11)
        [4]用化工软件研究碳二前加氢催化剂及其工艺[J].高源,曹建明,王生伟,车春霞,梁玉龙,谭都平,梁琨,常晓昕,颉伟,薛春瑜,密建国.化工新型材料，2012(03)
        [5]刘凯，刘海菊，郭琦.煤化工气化工艺与设备的关键技术[J].化工设计通讯，2019，45（4）：21-22.
        [6]牛国芳.现代煤化工项目煤气化技术的应用和探讨[J].当代化工研究，2018（01）：57-58.