(兖矿国泰化工有限公司,山东 滕州277527)
[中图分类号] TQ 225.12+2[文献标识码]B[文章编号]1004-9932(2012)
0 引 言
在醋酸生产中,羰基合成催化剂采用的是价格昂贵的铑催化剂,该催化剂对合成气的净化度要求高,极微量的硫、氧、氯均能使其中毒,缩短其使用寿命,增加副反应,影响合成的收率。尤其是杂质氧,易与羰化产物反应生成抑制羰基合成反应的酸,并氧化羰基铑,使其中毒。因此,脱除合成气中硫、氧、氯是保证羰基合成反应进行的前提,高效的脱氧催化剂是整个净化系统的关键之一。国内外脱氧催化剂众多,但专门针对高浓度CO原料气脱氧的催化剂却不多。常规的贵金属脱氧催化剂在高浓度CO中易发生CO歧化反应,使催化剂表面积炭;脱氧操作温度高,活化时易飞温;贵金属催化剂为加氢脱氧,用于无氢原料气需要另外加氢。
兖矿国泰化工有限公司醋酸Ⅰ期装置脱氧系统的脱氧催化剂采用的是贵金属催化剂,价格昂贵,实际操作中入口温度控制较高,床层温度受入口氧含量影响波动较大。经过对市场的深入考察,该公司在醋酸Ⅱ期300 kt/a装置的脱氧催化剂选择时选用了湖北省化学研究院的最新专利产品——CTO-1脱氧催化剂[1]。该装置投运后已运行了近3 a(没有换过脱氧催化剂,催化剂使用时间已远远超过设计使用寿命),脱氧槽出口气中的氧含量仍<0.5×10-6。
1 工艺概况及脱氧原理
1. 1 工艺概况
来自变压吸附的原料气经JTL-5精脱硫工艺后,通过分子筛分离CO和H2,分离的CO通过脱氧脱氯塔脱氧净化后到醋酸工段。
1.2 脱氧原理[2]
与贵金属催化剂脱氧方式不同,CTO-1脱氧催化剂在高浓度CO原料气中催化CO与O2反应,生成CO2,在CO/O2>10的含氢气源中未检测到H2、O2反应的发生,亦即无需另增设干燥设备。
2 催化剂物化性质和操作条件
CTO-1脱氧催化剂为灰色球形颗粒,粒径2.0~5.0 mm,平均抗压碎力≥30.0 N/颗,堆密度0.55~0.75 kg/L,比表面积150~250 m2/g。正常操作条件为:总硫≤0.1 mg/m3,CO/O2≥10,空速≤6 000 h-1,使用温度50~200 ℃,压力0~16.0 MPa。
3 催化剂活化过程
3.1 系统置换
用高纯氮气置换脱氧塔至系统出口氧含量<150×10-6。
3.2 催化剂活化
系统置换后,直接切换为CO原料气活化(无需切换其他还原气)。蒸汽加热原料气缓慢升温,约10 h后,催化剂床层3个测温点均达到140 ℃,稳定温度在140 ℃左右继续活化8 h,然后降至80 ℃,逐渐加大