洪科，国爱，王怀峰，席俊峰，王小伟，陈万发
（陕西润中清洁能源有限公司，陕西 长武713600）
［摘 要］陕西润中清洁能源有限公司600 kt/a煤基甲醇装置采用卡萨利中压甲醇合成工艺，迄今共使用过7炉RK-05型催化剂，7炉催化剂的装填时间分别为2014年11月、2016年6月、2017年5月、2018年5月、2020年9月、2022年6月、2025年8月。在扎实做好日常监盘、勤调微调工艺参数的基础上，第6炉催化剂运行期间未发生过工艺生产事故，总计生产粗甲醇约1 997.1 kt、精甲醇约1 802.2 kt，在长期满负荷工况下运行状况总体较好；但其使用末期出现了粗甲醇中副产物增长速率加快、粗甲醇新鲜气单耗上涨以及工艺指标难以控制等问题，通过采取增设PSA提氢系统（回收弛放气膜分离氢回收系统尾气中的氢气）、调整新鲜气氢碳比至2.03～2.05、调整紧急停车处置措施以及提升甲醇合成系统空冷器与水冷器换热效果等优化改进措施，在确保精甲醇质量合格、甲醇不减产的情况下延长了甲醇合成催化剂更换周期，保证了系统的安、稳、长、满、优运行，实现了节能减排、增产增效。
［关键词］卡萨利甲醇合成系统；催化剂使用末期；运行问题；增设PSA提氢系统；氢碳比调整；调整紧急停车处置措施；提升换热器换热效果
［中图分类号］TQ223.12+1；TQ426.83 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）02-0054-05
0 引 言
陕西润中清洁能源有限公司（简称陕西润中）600 kt/a煤基甲醇装置主生产工艺为多元料浆加压气化（3台气化炉，两开一备）、耐硫部分变换、林德低温甲醇洗、卡萨利中压甲醇合成、四塔甲醇精馏工艺等。其中，甲醇合成塔为轴径向板壳式等温反应器，塔高11 000 mm、直径3 600 mm，操作压力8.0 MPa、操作温度235～285 ℃，甲醇合成塔装填催化剂68.8 m3，催化剂装填于板式换热器之间，板式换热器内部由中压锅炉给水带走反应热；所用RK-05型甲醇合成催化剂主要成分为氧化铜52%～60%、氧化锌20%～27%、氧化铝6%～9%，其外观为黑色带光泽的直径5 mm、高4～5 mm的圆柱体，比表面积100～110 m2/g，堆密度为（1.2±0.1）kg/L，径向抗压强度≥220 N/cm，还原后体积收缩率≤3%。
自2014年11月陕西润中甲醇装置投产以来，截至2025年7月共使用过6炉甲醇合成催化剂（每炉催化剂预期使用寿命约2 a），均为大连瑞克科技股份有限公司的RK-05型催化剂（最佳使用温度225～280 ℃），前6炉催化剂的装填时间分别为2014年11月、2016年6月、2017年5月、2018年5月、2020年9月、2022年6月；第7炉RK-05型甲醇合成催化剂于2025年8月1日大修期间更换。在扎实做好日常监盘、勤调微调工艺参数的基础上，第6炉甲醇合成催化剂运行期间未发生过甲醇合成塔工艺生产事故，总计生产粗甲醇约1 997.1 kt、精甲醇约1 802.2 kt，在满负荷工况下实现了甲醇合成系统的长周期稳定运行，运行状况总体较好；但第6炉催化剂使用末期出现了粗甲醇中副产物增长速率加快、粗甲醇新鲜气单耗上涨以及工艺指标难以控制等问题，通过采取新建PSA提氢系统、调整甲醇合成塔新鲜气组分、降低水冷器循环水上水温度、调整紧急停车处置措施以及实施工艺调整等应对措施，确保了甲醇合成催化剂使用末期精甲醇产品质量合格\[满足《工业用甲醇》（GB/T 338—2011）优等品要求\]及甲醇产量达到设计产能，降低了企业的生产成本。以下对有关情况作一介绍。
1 甲醇合成系统工艺流程简介
低温甲醇洗系统出口新鲜气进入合成气压缩机压缩段提压并经保护床精脱硫后，与来自合成气压缩机循环段的循环气混合进入进/出口换热器壳程与管程的甲醇合成塔出口气换热，原料气预热后进入甲醇合成塔，合成气在合成塔内发生反应，甲醇体积浓度增至12.3%。甲醇合成塔出口气经进/出口换热器预热入塔气后，出塔气温度降至121.6 ℃，再经空冷器冷却至60 ℃后进入水冷器用循环水冷却至40 ℃以下，在此大部分甲醇被冷凝下来。随后工艺气进入高压甲醇分离器进行气液分离，气相大部分返回合成气压缩机循环段提压后进入甲醇合成塔，小部分作为弛放气进入膜分离氢回收系统，氢回收系统回收的氢气进入合成气压缩机压缩段进口并入新鲜气中，氢回收系统尾气进入PSA提氢系统（2023年11月投用）进一步回收氢气，回收的氢气也进入合成气压缩机压缩段进口并入新鲜气中，PSA提氢系统尾气送至燃料气管网；高压甲醇分离器底部液相经粗甲醇过滤器过滤掉杂质，再进入闪蒸罐闪蒸后在闪蒸罐底部得到纯度＞94%的粗甲醇，闪蒸罐顶部气相送入燃料气管网，粗甲醇则送入中间罐区的粗甲醇储罐，之后进入甲醇精馏系统完成粗甲醇的精馏，产出符合GB/T 338—2011优等品要求的精甲醇。
本甲醇合成系统通过将合成汽包的压力控制在2.0～2.6 MPa来调节甲醇合成塔催化剂床层温度，界外132 ℃的锅炉给水经锅炉给水泵加压后送入甲醇合成塔底部板式换热器管侧，将催化剂床层反应热移走，锅炉给水部分汽化，两相流的汽水混合物从甲醇合成塔顶部流出，在合成汽包中得到分离，产出的蒸汽外送并入蒸汽管网。
2 催化剂使用末期甲醇合成系统运行问题
2.1 粗甲醇中副产物含量增长速率快
本甲醇合成系统满负荷工况下所产粗甲醇中乙醇含量设计值为1 200×10-6、羰基化合物含量设计值为970×10-6。2022年7月—2025年7月，本炉催化剂使用期间粗甲醇产量、粗甲醇中杂质含量变化趋势如图1（2025年之前数据为季度平均值，2025年之后数据为月平均值）。
更多内容详见《中氮肥》2026年第2期