C307催化剂操作手册

C307型中低压合成甲醇催化剂操作手册南化集团研究院

二00八年八月C307型中低压合成甲醇催化剂操作手册1、产品特性和用途C307型中低压合成甲醇催化剂用于碳氧化物和氢在一定条件下合成甲醇，其化学反应式如下：CO+H2fCH3OH+90.64KJ/molCO2+H2—CH3OH+H2O+49.47KJ/mol该型号产品具有原料适应性能强的特点，可运用于各种原料(天然气、石油、煤、工业尾气等)的低、中压合成甲醇流程。2产品性质2.1化学成份：催化剂主要由铜、锌、铝等氧化物所组成。2.2主要物性：外观：两端为球面的黑色圆柱体外形尺寸：①5X(4~5)mm堆密度：1.4~1.6kg/l比表面：90〜110m2/g3产品包装和贮运C307型催化剂包装在铁桶中的聚乙烯密封袋中，每桶净重50kg。产品在运输和存储过程中，应保持密封，防潮、防污染，禁止摔碰和翻滚。4催化剂的装填4.1催化剂的装填4.1.1催化剂装填前必须用①3mm筛子轻轻过筛，除去运输途中产生的少量粉末与碎片。4.1.2先装合成塔底部氧化铝球，打开上人孔，工人从人孔进入塔内，过筛后的催化剂用漏斗调入合成塔内，由长帆布导入塔内，均匀撒布，力求装填均匀。合成塔上花板上再装一部分催化剂，用不锈钢丝网压住，丝网上再装100〜200哑高68〜10mm氧化铝球。4.1.3催化剂装填完毕后，立即封上人孔及进出气口，防止吸潮和有毒气体污染，然后进行催化剂粉末吹除。4.2催化剂装填注意事项4.2.1人员严禁在搬运过程中滚动、摔打催化剂桶。4.2.2安排专人负责开桶、核对催化剂型号、数量。4.2.3开始装填前，先打开卸料口及进料口，除去合成塔内的各种杂质并用钢刷刷去铁锈，检查塔内有无堵塞物或遗留的工具。4.2.4计量人员必须准确记录催化剂的装填量，并及时与装填人员联系。4.2.5装填人员入塔前应将手表、钥匙及口袋内一切杂物掏出，以防止掉入合成塔内，入塔后严禁直接在催化剂上行走和踩踏，应在催化剂上垫木板，用手或木板平整催化剂表面。4.2.6如气候有变，遇下雨天时应停止装填工作。塔口用防雨布封好，未装完的催化剂放入桶中密封好，并将催化剂桶放置在干燥的屋内。4.2.7做好安全工作。吊装架下严禁站人，现场人员必须戴安全帽，塔上拉桶人员应配戴安全带。5产品活化催化剂是以氧化铜的形式提供给用户的，使用前必须先经还原才能获得所需的催化活性，通过对催化剂升温还原得当活性。催化剂升温还原是催化剂活性相形成的关键步骤。C307型甲醇催化剂还原的方程式为：CuO+H2==Cu+H2O+86.7kJ/molCuO+CO==Cu+CO2+128.1kJ/mol为更好地控制还原气体的流量，催化剂升温还原前需安装一个02~20的配氢管线，一个针形阀或气动阀，一个量程为200~1000的指针式或浮子式流量计。升温前应对合成循环回路进行置换，使系统O2V0.2%；启动循环机，进行氮气循环，开始升温。为保证有足够的气体空速，建议在0.5〜1.0MPa压力下进行升温还原。在整个活化过程每隔半小时计量一次放出的水量。根据放水量多少，来了解升温还原进程是一种既方便又准确的方法。当温升至170°C便可向回路加入氢气进行还原（最好是纯氢气或化肥厂合成气N2-H2气，初始配氢（包括一氧化碳）的浓度为0.5%，随时分析合成塔进、出口的氢浓度，由调节进口氢浓度或合成塔的温度来控制出水量，以达到预定方案的要求。在催化剂升温还原过程中，回路中的CO2>1%时，应增大放空量，补进氮气。还原最终温度为230C，当催化剂已不消耗氢气，合成塔没有温升，累计放出的水与理论值相符，则还原可视为完成，可向回路导入合成气进行生产。本操作手册提供的升温还原程序及操作工艺参数表，仅供用户参考（技术服务部门根据各厂具体情况编写升温还原方案），见下表。阶段时间（h）塔热点温度（C）升温速率（C/h）进塔气H2浓度（%）阶段累计升温I22初温-6020〜250II121460-12050m519120-170100W12017000还原I1030170-1902加H20.5-1ii4070190-2100.51-2m878210-2302.52-8w28023008-256正常生产催化剂活化后，可逐渐提高合成压力、提高循环流量，缓慢导入合成新鲜气。在较低压力、较低CO和CO2浓度下进行低负荷运行，然后逐渐调整至满负荷运行，进行正常生产。整个生产运行期间，尽量保持流量、压力、温度、气体成分的稳定，保证稳定操作。工业生产操作条件：操作温度：190〜300°C最佳温度：210〜260C操作压力：3〜15MPa操作空速：4000〜20000h-1当催化剂温度低于190C时，合成气易生成石蜡，催化剂温度超过265C时，易生成各种副产物，这都会损害催化剂，增大消耗，甚至影响到正常生产。7停车维持正常操作，才能保证催化剂高活性、长寿命地运行。应尽量减少开、停车次数。短期停车，关闭合成新鲜气，维持循环，系统保温、保压，等待开车。长期停车，系统维持循环，直至回路中CO和CO2浓度＜0.5%之后，降温、卸压，用氮气置换合格后，保持正压，防止空气渗入。8钝化、卸炉当需要更换催化剂时，应先对催化剂进行钝化。钝化前需用氮气对系统进行置换，直至H2和CO浓度＜0.1%，当合成塔温度降至100C时，便可缓慢配入空气，对催化剂进行氧化。初始氧气含量为0.5%，根据温升情况可逐渐提高氧浓度，直至氧浓度达到20%以上，催化剂温度不再升高为止。卸炉现场要加强防护，移开周围的易燃物，以免发生火灾。9催化剂使用中应注意的问题9.1、毒物的影响硫是合成甲醇最常见的毒物，也是引起催化剂活性衰退的主要因素，它决定了铜基催化剂的活性和使用寿命。原料气中硫一般以H2S和COS形式存在。另外，还含义RSH、CS2、硫醚等有机硫，虽然此类硫相对含量较少，但难以脱除。工艺要求合成气入口总硫小于0.1ppm。氯是危害甲醇催化剂的另一种毒物，毒害程度比硫还严重，往往随工艺气的迁移进入全床层，其毒害也是永久性的。工艺气中氯含量应小于0.01ppm。9.2设备管道中的杂质设备管道中的Fe、Ni、SiO2等杂质如带入催化床层，对催化剂活性、寿命等也存在较大影响，特别是新建甲醇厂。由于塔体、管线等焊缝中的铁屑经气体带入床层，在低温下与一氧化碳生成羰基铁、羰基镍，这些物质的存在，易使用合成气发