甲醇催化剂升温还原方案20090706

1、 新能能源公司甲醇合成催化剂升温还原方案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，

2、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、H2、O2、CO2等各组份浓度以及水汽浓度，氢气含量低氢（02%）、高氢（515%）。 10.

3、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）。临时管线与外购氢气罐车连接方式，输送操作方法已得到确认。 三、外购氢气应具备条件1.外购氢气根据签定合同保证安时供应。1.1 氢气纯度 99.9

4、% 工业氢国家标准，其中不含硫、氯元素1.2由厂家控制和保证使用压力10kg压力。1.3 厂家保证氢气车辆及使用过程的安全问题。2.外购氢气保障要求：外购氢气总量（暂定购买20000NM3/h）；两车之间间隔10小时、每辆车装4000NM3/h。3.氢气用量（以合成气压缩机循环量40000Nm3/h）H2含量 0.2% H2量 80Nm3/hH2含量 0.5% H2量 200Nm3/hH2含量 1% H2量 400Nm3/hH2含量 1.5% H2量 600Nm3/hH2含量 2% H2量 800Nm3/hH2含量 5% H2量 2000Nm3/hH2含量 10% H2量 4000Nm3/hH

5、2含量 15% H2量 6000Nm3/h四、组织机构1、车间有关人员和催化剂厂家、卡萨利外方专家共同组成升温还原小组。组 长网络图如下： 现场指挥升温还原过程安全、质量监督小组成员1）车间组织机构l 组长：杨军l 副组长：李彦良 马乃柱l 现场指挥：张广贤 姚秀明l 升温还原安全、质量监督：HSE安全人员、姚秀明、催化剂厂家专家、卡萨利专家l 小组成员：魏永利 郝小叶 李 旭 周创举 郝 洁刘成元 王天瑞 何少龙 贾庆连 张有奎 徐学平 李小峰 毛 杰 张小兰 宁海召 嘎利巴 王孝耀 李靖洋2） 氢气保障组l 组长 范景响l 组员 王宏军 穆年珍职责：保证氢气的及时、安全供应；3）安全保障组

6、l 组长 赵良省l 组员 HSE及消防安防全体人员职责：突发事件的紧急处理及现场救护2、为保证升温还原工作顺利进行，由各岗位技术员指定专人负责本岗位升温还原工作，并认真填写物料停送联络票及升温还原条件确认单。3、升温还原领导小组成员对具体操作进行监督检查。4、车间负责根据还原方案对人员组织培训。5、升温还原步骤由催化剂厂家、卡萨利外方专家进行指导。五.人员安排及职则l 组长副组长 职责：全面负责升温还原l 现场指挥 职责：负责升温还原人员组织与协调生产l 负责灌装车配氢阀门开关 1人职责：负责灌装车配氢阀门开关、与罐装车厂家协调及压力的控制l 负责升温还原管线配氢流量计阀门开关 1人职责：负责

7、升温还原各阶段配氢流量的调配l 负责塔后放水 2人职责：每半小时放水一次并准确计量l 中控操作人员 2人职责：按升温曲线图操作并做好中控升温还原记录表l 现场巡检人员 1人职责：负责现场巡检，检查跑冒滴漏情况，监视现场温度、压力等升温还原控制指标l 分析人员 由中化组织职责：负责分析水汽浓度、合成塔进出口H2含量及合成塔系统进出口气体全分析，取样点位置：合成气进进出口换热器管线PG7009-500上取样点A7013,合成塔出口管线PG7011-600上取样点A7002。l 强制循环泵房 1人职责：负责P7001A/B现场运行情况人员按排：共计 20人 ； 两班运行；六、升温还原时的阀门状态1、

8、工艺系统阀门关闭HV67010、TV7021、FV7011（去氢回收）、FV7008(9.8MPa蒸汽流量调节阀)、低压蒸汽去V7002手动阀、LV7008A/B PV7029。 阀门打开FV67010（喘振阀）、FV67011（喘振阀）、HV67011、XV7004，导淋关闭，保护床进出口切断阀打开。2、锅炉给水系统阀门关闭FV7042A(去蒸汽过热器流量调节阀) PV7059(2.5MPa饱和蒸汽压力调节阀) TV7039（开工蒸汽温度调节阀） FV7018（排污流量调节阀） FV7014（锅炉给水流量调节阀）阀门打开PV7042B（放空阀）现场所有仪表根部阀打开并投用、以上所有调节阀前、

9、后切段阀打开，导淋关闭3、升温还原E-101联锁条件状态 序号名 称位 置联锁值及投运状态动 作 结 果1来自上游的装置停车信号 切除E-101动作1. 停车信号送合成气压缩机2. 关闭E7001合成气阀XV70043. 关闭进R7002高压蒸汽阀FV30084. 关闭V7002粗甲醇排放阀LV7008A/B5. 打开新鲜气放空阀PV70046. 打开合成回路放空阀PV70297. 关闭去氢回收装置驰放气FV70112FSLL7015BP7001A/B出口锅炉给水流量超低LL:1075M33LSHH7007AV7002高压分离器液位超高HH: 1.65m3取2LSHH7007BLSHH7007

10、C4LSLL7015AV7001汽包液位超低LL:310mm3取2切除LSLL7015BLSLL7015C5PDSHH7043R7001合成气进口与V7001蒸汽侧之间压差超高6.6MPa6来自控制台上的装置紧急停车信号7循环气压缩机停车信号8TAHH7030A-E甲醇合成塔R7001温度超高HH:30015取3HH: 32015取1TAHH7030A-ETAHH7030A-E字体加粗表示需摘除的联锁4、升温还原E-102联锁全部投用 序号名 称位 置联锁值动 作 结 果1DCS手动停泵E-102动作1. P2001A/B BFW 循环泵停车2. 在DCS上循环泵停车报警3. 在控制台上循环泵

11、停车报警4. 关闭 V-7001的排污阀FV-70182现场手动停泵4LSLL7015AV7001汽包液位超低LL:310mm3取2LSLL7015BLSLL7015C5、升温还原I-101联锁全部投用序号名 称位 置联锁值动 作 结 果1PSLL-7039P7001A/B 锅炉给水循环泵出口压力低低LL:3.95 MPa启动锅炉给水循环泵P7001A（A为备泵）2FSLL-7015A P7001A/B 锅炉给水循环泵出口流量低低LL:1165m3启动锅炉给水循环泵P7001B（B为用泵）6、升温还原I-102联锁全部投用序号名 称位 置联锁值动 作 结 果1LSHH-7014ABV7001汽

12、包液位高高HH:1.5m关闭锅炉给水阀FV70147、升温还原I-102联锁全部切除序号名 称位 置联锁值动 作 结 果1FSLL7020BF7001进口中压蒸汽流量低低LL:待定关闭XV7010打开XV7011关闭XV7012关闭FV7022关闭XV7020关闭XV7022打开XV8001关闭XV70232TSHH7046BF7001出中压蒸汽温度高高HH:4103PSHH7052对流段压力超高HH：-10 mmH2O4BAS7001蒸汽加热炉熄灭5HS-7001手动停车信号6E-101来自E-101的停车信号七、升温还原的实施细则1、概述铜基合成甲醇催化剂须经还原后才具有活性。还原反应是一

13、个强放热反应，反应式如下所示：CuO + H2 = Cu + H2O + 86.7KJ/mol因此，在还原过程中应特别注意控制催化剂床层温度，防止催化剂过热发生铜晶粒烧结而损害催化剂活性。还原操作是开车过程中很重要的一个操作环节。每炉催化剂活性的高低，除与催化剂自身的生产质量和装填质量有关外，很大程度上还取决于催化剂还原质量的好坏，它将对装置的生产能力产生长远的影响。因此，必须严格、细致、认真地进行还原操作。XNC-98型合成甲醇催化剂采用低氢（1%H2）还原工艺。催化剂在还原过程中出水量约为催化剂重量的18%20%，其中物理水3%5%，化学水13%215%。2、XNC-98型低压甲醇合成催化

14、剂的组成、物性和技术指标l 外观颜色及形状 ：黑色有金属光泽的圆柱体l 外形尺寸，mm ：5（4.55.0）l 堆密度，kg/L ：1.30l 侧压抗破碎强度，N/cm ： 200l 化学组成，（10-2 m/m）：组份CuOZnOA1203含量(Wt) 52 20 8l 催化剂活性在本催化剂质量检验标准规定的活性检测条件下催化剂活性为：230时， 催化剂的时空收率 1.20kg/L h；250时， 催化剂的时空收率 1.55kg/L h。l 催化剂使用寿命在正常条件下运行寿命为3年以上。3催化剂还原程序表 XNC-98型催化剂还原程序表还原阶段温度区间()升温速率(/h)所需时间(h)累计时

15、间(h)氢含量(10-2)升 温室温120254401201701537初 期17001290.20.5170180234130.51主 期180033460.51180190125511.52190200234551.52后 期20022054592220230510261223001262523001264102300126615 降 温21010268/4XNC-98型催化剂的升温还原操作流程(一) 合成系统氮气置换及氮循环的建立1)用N2气置换合成环路，包括低压部分的甲醇闪蒸槽、液体甲醇管线、开工用加氢管线等在内，每条管路均应置换干净. 置换合格标准:残氧含量0.1。2)氮气置换操作时

16、须特别注意安全，必须佩戴氧气呼吸器，并两人以上同行。3)按压缩机操作规程，启动机组，建立氮气循环。逐渐将循环机出口压力调至0.7Mpa左右，将循环量调至最大，合成塔进口压力通过调整补入氮气量和控制放空量来使其维持压力恒定。4).按强制力循环泵启动程序启动强力循环泵，建立水循环。（二）催化剂的升温还原操作流程 1)合成催化剂还原采用低氢还原工艺，对还原气质量要求如下：02 0.110-2 S 0.110-6 Cl 0.0110-6 NH3 1010-6不含重金属等有害杂质，不饱和烃和油雾极微量。 2)还原条件为：l 压力0.7MPa（G） l 温度最高230。l 空速6002000h-1。（循环

17、量：4320014400Nm3 h-1）l 还原气为含110-2 H2（或CO+H2） 与N2的混合气. l 整个升温还原过程耗时约70小时。3)合成汽包操作将合成塔床层进口温度作为还原控制温度。合成塔床层热点温度作为重要的监视温度。以调整开工蒸汽阀门为主、调PV7042B放空阀为辅；操作依据：汽包操作以蒸汽压力与温度关系表为准。4)还原过程中要求：l 入塔和出塔气体分析频率30分钟次，氮气和H2气按需要定时取样分析。 l 每半小时排水一次并计量；l 操作数据每半小时记录一次。l 取样点位置：合成气进进出口换热器管线PG7009-500上取样点A7013,合成塔出口管线PG7011-600上取

18、样点A7002,分析内容：进出口气体全分析，水汽浓度。 5)升温还原流程l 以25/h的升温速度，将反应床层温度加热至170。当塔内热点温度升至40以上时，观察V7002液位。当LIC7008液位上涨时，由粗醇过滤器导淋放水，每半小时计量一次.l 在170恒温12小时，待甲醇分离器液位不再上升，可认为物理水已基本脱尽。将分离器中的水排净后，隔2分钟再排一次，直至将水排尽。l 联系调度、外购氢气厂家人员通氢气：通过配氢临时管线进口总阀之副线小阀（DN10）向合成回路补入氢气，小心缓慢地向合成回路间断导入H2，合成塔入口气中H2含量为0.20.5%(v%)，通知中化取样分析。仔细观测床层温度，如温

19、度突然升高，应切断还原气。当H2 浓度下降时，可通过小阀补H2，直到甲醇合成塔进出口氢浓度相等为止。维持H2 浓度在0.51%，逐渐加大TV7039的开度，增加蒸汽流量，催化剂按23/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。l 按升温程序表继续升温，并将入塔H2 浓度逐渐提至0.51，直至出塔氢浓度小于0.3时，表明催化剂已进入主还原期。此时，控制床层温度在180左右，维持此条件继续还原。 l 床层温度180190左右时，催化剂还原速度开始平缓，此时可将H2 浓度逐渐提至1.52%。l 按升温程序表继续升温至230，然后将H2

20、（或CO+H2）浓度分别升至5%、10%和15% ，并在相应的浓度下分别还原12小时左右。l 当合成塔进出口氢浓度基本相等 、排出的还原水与计算的还原出水相近，且几乎不再生成水，整个床层各点温度基本相等，认为还原达到终点，还原过程结束。l 停止加入H2（或CO+H2）气，并盲死补H2 气和补氮管线。将催化剂床层温度降至210等待投料。5. 还原操作注意事项l 还原过程中，通过控制合成塔入口温度和H2 来控制床层温度，使其不超过230。l 还原过程的关键是控制还原反应的速度，而反应速度主要与氢浓度和反应温度有关。因此，要求氢浓度分析必须准确、升温必须平稳，并严格控制补氢速度和催化剂的出水率，使整

21、个还原过程平稳进行。l 还原过程中应遵循“提氢不提温、提温不提氢”的原则。理解、掌握“三”原则。三低、三稳、三不准、三控制。三 低：低温出水、低氢还原、低负荷生产期；三 稳：提温稳、补氢稳、出水稳；三不准：不准提氢提温同时进行、不准水份带入塔内；不准长时间高温出水；三控制：控制补氢速度、控制H2浓度、控制好小时出水量；（最大出水量严格控制在300350kg/之间）。6事故处理预案1）在触媒升温还原时，如果离心压缩机因故障停车，必须马上切断进还原气阀，减少去汽包的中压蒸汽，迅速打开PV7029放空阀，并用氮气置换整个系统。2）H2中断。及时关闭还原气阀，离心机维持运行，适当通过一段氮气充压阀补入

22、氮气保持系统压力的稳定。使系统中H2继续参与还原，当温度有下降趋势时，可稍开开工蒸汽阀，并适当关小PV7029阀，触媒恒温。3）强制循环泵停车。及时关闭还原气阀，压缩机维持运行，若床层温度升高，关小开工蒸汽阀直到关死，通过一段氮气充压阀补入氮气，打开PV7029阀。4）床层温度急剧上升。必须立即切断还原气和关闭开工蒸汽，若温度无趋缓趋势或温度过高（操作温度290）可采取系统放空降压、用氮气置换整个系统等措施。7.开车初次还原后的开车(1)还原结束后，将反应器床层温度降至210220oC，等待整个床层温度210220oC稳定后，引入合成气，控制每小时升压的速率为设计压力的10%(对合成环路要求而

23、言)。对催化剂而言，其他不同的升压速率也是可以的，一般在3.0Mpa以前升压速度可以快一些。(2)升压过程中注意合成塔床层温度的变化，随时调整开工蒸汽的流量，防止床层温度快速上升，使催化剂中Cu晶粒烧结。8.停车1） 短期停车：停车时间在24小时以内，不影响合成环路,其操作步骤如下：l 停止进合成气。l 继续开循环压缩机至系统中CO、CO2反应完，系统中CO+CO20.2%。l 一旦温度开始下降，启动开工蒸汽，以维持催化剂床层温度在200以上。为达到所需循环量，有可能需要卸压，或者在进行了第一步和第二步后停止循环，把压力降到正常开车所需的压力范围。l 维持这些条件，直到再从压缩机得到合成气为止

24、。2） 正常停车(长期停车)：停车时间超过24小时，均按正常停车程序进行：l 按短期停车步骤进行处理。l 降低循环机转速到最小，降低系统压力和温度，降温速度50/h。l 用N2气（99.95%）置换系统使H2含量1%，然后停循环压缩机，在整个停车期间，保持系统N2气压力0.5MPa左右，防止空气进入催化剂内。3）非计划停车如果循环机故障，合成气仍留在环路里，这时前述操作步骤不适用。一般应将系统泄压，保证催化剂床层有气流通过，并启动开工蒸汽（维持床层温度在200以上，等待故障排除。 9. 安全l 参与升温还原人员必须按安全规定穿戴好劳保用品，严格按升温还原方案的各项规定和要求执行。l 升温还原现

25、场应设警界区，HSE应派专人监护，消防车驻留现场并设置路障或禁止通行标识，以防突发事件的发生，无关人员严禁进入区域内。l 参加升温还原人员必须注意相互沟通、联系准确无误，保证还原过程安全。l 参加升温还原人员必须严格执行升温还原的有关管理、安全规定。l 参与升温还原人员均参加安全教育知识与技能培训。l 升温还原现场附近设置了现场医疗点，并有专车准备救护。l 升温还原时，合成塔周围要有专人监护，严禁在附近有人员走动、逗留。l 氢气罐装车静电接地设施； 20饱和水蒸汽压力与温度对应表温度（）压力（KPa）温度（）压力（KPa）温度（）压力（KPa）温度（）压力（KPa）100101.32133295.15166717.831991521.4101104.99134303.93167735.702001553.6102108.77135312.93168753.942011568.4103112.66136322.14169772.522021619.7104116.67137331.57170791.472031653.6105120.79138341.22171810.782041688.0106125.03139351.09172830.472051722.9107129.39140361.19173850.532061758.4108133.88141371.5317487