临朐大祥精细化工有限公司 冯旭
DC503型联醇催化剂2003年投入市场,同年12月在吉林梅河口市化肥厂φ800甲醇合成塔首次使用,取得了良好的经济效益,创造了班产超过10吨的记录,在该厂前几炉催化剂的使用时相比较,班产最高不超过7.5吨,充分显示了该催化剂转化率高、产量高的特点。
2004年3月,山东瑞星集团选用了DC503型催化剂,下面就瑞星集团的还原及使用情况做介绍,让大家了解DC503催化剂的性能以便更好的使用。
1.基本情况简述
山东瑞星集团年产20万吨合成氨,30万吨尿素。2004年2月φ1800氨合成塔投入运行,原来的φ1200氨合成塔成了闲置设备,该集团领导决定对其进行技术改造,将合成流程改为联产甲醇流程,砍掉了氨合成系统中的废锅及氨冷器,改造后的联醇流程如下:
主要设备:
合成塔内件为φ1200ⅢJ -99(未做改造)
循环机:4台 4.0m3/min (原氨合成循环机)
2.催化剂的装填及升温还原:
2.1催化剂装填:
2.1.1为避免铁带入催化剂床层造成结蜡,装催化剂前用水对内件内的氨触媒粉及杂物进行了冲洗。并进行了吹除干燥。
2.1.2为避免高度差太大摔坏催化剂,装填内件底部的径向段时,用桶将催化剂送到下部,人工倒入径向筐并装填均匀。
2.1.3为了装填均匀,从周围不同的方向倾倒,并隔一段时间用尺竿测量高度。2.1.4为防止上段触媒超温,少装填了0.15m3触媒。
2.2升温还原
铜基催化剂出水温度低,不需要分层还原,将冷激及冷管内气量尽量关小(考虑到塔壁温度和内件压差,升温副线和冷管内气量少开一点)把整个催化剂床层当做一个大的绝热层进行还原。加大循环量,缩小轴向温差在 15℃之内。
2.2.1DC503催化剂铜含量高,出水量大,为了避免飞温,一开始就要采取较谨慎的调节手段,在60℃之前将空速加到3000h -1 以上。
2.2.2按出水量大小和水汽浓度高低作为升温还原进程的重要参考指标,严格控制水汽浓度不超过2.5g/m3。
2.2.3严格控制还原最高温度不超过240℃,DC503中的碳酸盐在220℃以前已经分解完全,180℃之前催化剂中的CuO便已还原成Cu,将最终还原温度提的过高,会使催化剂丧失部分低温活性。
2.3升温还原方案(见附表)
整个升温还原 78h,累计出水4322.5Kg,占该催化剂总重的24%,整个升温还原出水较为平稳,热点温度升至80℃时径向温度略有上升,加大循环量后趋于稳定。69℃开始出水,80~120℃为出水主期。
3.满量后的生产情况。
触媒层温度℃ | 备注 | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 时间 |
99 | 200 | 211 | 208 | 208 | 210 | 207 | 215 | 207 | 237 | 210 | 239 | 04.4.1 |
109 | 206 | 219 | 227 | 220 | 230 | 210 | 215 | 209 | 215 | 211 | 217 | 04.4.15 |
118 | 211 | 219 | 229 | 219 | 230 | 212 | 221 | 210 | 221 | 220 | 222 | 04.5.1 |
120 | 209 | 218 | 221 | 219 | 227 | 210 | 210 | 209 | 210 | 210 | 211 | 04.5.15 |
13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
|
211 | 210 | 212 | 219 | 227 | 221 | 220 | 231 | 218 | 221 | 215 | 220 | 04.4.1 |
215 | 240 | 216 | 242 | 221 | 235 | 229 | 227 | 227 | 231 | 229 | 227 | 04.4.15 |
220 | 240 | 230 | 245 | 230 | 231 | 231 | 233 | 232 | 236 | 232 | 233 | 04.5.1 |
210 | 233 | 210 | 240 | 220 | 222 | 220 | 229 | 222 | 236 | 230 | 229 | 04.5.15 |
温 度 ℃ | 压 力 Mpa | 流量 m 3 /h | 成份% | ||||||||||
CO | CO 2 | ||||||||||||
合成塔一入 | 合成塔一出 | 合成塔二入 | 合成塔二出 | 水冷前 | 水冷后 | 合成塔入口 | 合成塔出口 | 油分入口 | 合成塔入口 | 变换出口 | 合成塔出口 | 脱碳出口 | 合成塔出口 |
62 | 96 | 154 | 178 | 84 | 18 | 14.4 | 13.9 | 14.4 | 78914 | 1.9 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
62 | 98 | 151 | 176 | 85 | 18 | 14.5 | 14.2 | 14.5 | 79527 | 1.8 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
63 | 96 | 154 | 177 | 83 | 19 | 14.6 | 14.3 | 14.6 | 76435 | 1.9 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
62 | 97 | 155 | 175 | 86 | 18 | 14.4 | 14.1 | 14.4 | 78538 | 1.9 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
新鲜气折合 4M8K4高压机20.5台,开4.0m3/ min循环机一台,日产粗醇54吨,粗醇中含醇量91%,考虑到尿素市场很好,没有提高入口CO含量。现在,生产情况稳定,降低了铜洗岗位的负荷,每天还增加了30多吨的精甲醇产量,直接经济效益每天达6万多元,为氨合成塔改甲醇塔提供了珍贵的运行参数。
由于技改时间仓促,仍有一些不足的地方:
3.1循环机带油严重且无精脱硫工段,安装无油润滑循环机,增设精脱硫岗位,已经迫切地提到议事日程,只有这样触媒的使用寿命才有保障。
3.2流程中无洗醇器,对精炼岗位和氨合成岗位的影响也待进一步观察
3.3上绝热层触媒温度不高,少装催化剂没有必要。
4.体会
通过吉林梅河口和山东瑞星集团的使用情况及 DC503催化剂的先进生产工艺,表明DC503具备以下技术特点。
4.1DC503采用了高科技手段使催化剂本体不含Cl - ,从而使活性和转化率大为提高。190~200℃就有良好的活性,梅河口、瑞星集团的零米温度控制在195℃左右。
4.2强度高:DC503外观光滑,粒度均匀,没有粉末及残片。径向抗压强度大于185N/cm,高于C207大于145N/cm的强度要求,为防止运输过程中出现磨损,采用了纸桶包装,以上厂家在装填前都没有过筛,梅河口使用了4个月,压差无明显变化。
4.3付反应少,不结蜡。DC503催化剂从原材料进货上,生产过程中严格控制铁的摄入量,通过延长冲洗时间,降低电导率指标,将Na + 等杂质降到最低水平。在装填过程中,避免催化剂与铁器接触。由于采取了以上措施,未发现催化剂结蜡现象。
4.4抗毒能力强。梅河口化肥厂脱碳后无精脱硫,入塔总硫大约在4ppm,4个月来活性无明显下降,至今日产在25吨左右。
DC503催化剂投入市场不久,一些不足还需在实践中不断修正和完善,相信随着联醇工艺的不断成熟,双甲工艺的逐步推广,DC503型联醇催化剂将得到更多客户的信赖。
东平瑞星¢1200DC503甲醇催化剂升温还原方案
阶段 | 时间 h | 热点 温度℃ | 轴向 温差℃ | 升温 速率 ℃ / h | 系统 压力 Mpa | 出水 速率 Kg/ h | 入塔氢% | 备 注 | |
本期 | 累计 | ||||||||
升温 | 3 | 3 | ~65 | ≤ 10 | 10~15 | 5 |
| ≥ 70 | 2台 |
5 | 8 | 65~80 | ≤ 20 | 2~4 | 5 |
| ≥ 70 | 3台 | |
初期 | 10 | 18 | 80~100 | ≤ 20 | 1~3 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3台 |
主期 | 24 | 42 | 100~120 | ≤ 20 | 0~2 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3台 |
恒温 | 2 | 44 | 120 | ≤ 20 | 0 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3台 |
主期 | 20 | 64 | 120~180 | ≤ 20 | 4 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3台 |
后期 | 10 | 74 | 180`240 | ≤ 20 | 6~10 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3台 |
末期 | 2 | 76 | 240 | ≤ 15 | 0 | 5 |
| ≥ 70 |
|
降温 | 2 | 78 | 220 | ≤ 15 | -10 | 5.0 |
|
| 循环机一台 |
轻负荷 | 24 | 235±5 | ≤ 30 |
| 13.0 |
| CO≤0.3 |
|