低压甲醇系统合成催化剂钝化总结
单吉友，周翔，张 永
（河南心连心化肥有限公司，河南 新乡453731）
［摘 要］介绍JJD低压恒温水管式甲醇合成塔催化剂钝化原理、钝化前的准备工作、钝化过程及注意事项，并对催化剂钝化过程中可能出现的问题及应对措施进行总结。
［关键词］ 低压甲醇系统；合成催化剂；钝化
［中图分类号］ TQ 223.12+1 ［文献标志码］ B ［文章编号］1004-9932（2015）04-0060-02
河南心连心化肥有限公司“24·40”项目（240 kt/a合成氨、400 kt/a尿素）采用联醇工艺进一步降低合成气中CO、CO2 的含量，其低压甲醇系统采用湖南安淳高新技术有限公司开发的JJD低压恒温悬挂水管式甲醇合成塔技术，已运行数年，装置运行稳定。每套低压甲醇系统主要配置为：DN2800低压恒温悬挂水管式甲醇合成塔1台，49 m3/min循环机2台，38 m3/min循环机1台，并采用DCS控制。甲醇合成塔使用的是C307催化剂。随着使用时间的延长，甲醇催化剂活性下降，需要对催化剂进行更换，然而更换催化剂时合成塔内件不吊出，催化剂进行自卸，会有少部分催化剂粘结在换热水管间，在装填新催化剂时会使粘结在换热管间的老催化剂松动氧化放热而造成新催化剂局部升温，且在催化剂掏卸时与空气接触会发生氧化放热现象而影响进度。为避免上述现象的发生，需对老催化剂做钝化处理。
1 钝化原理
系统置换合格后利用氮气充压至0.6 MPa，并利用循环机建立氮气循环，然后缓慢向塔内加入空气使催化剂表面生成一层氧化薄膜，当催化剂与空气接触时不再发生氧化放热现象。
（1）反应方程：2Cu+O2→2CuO（ΔH=-314.6 kJ/mol）。
（2）钝化时间：按催化剂装填量35 m3 、密度1 300 kg/m3、CuO含量55%，循环气气量48 000 m3/h计算，理论钝化时间约为31 h。
2 钝化前的准备工作
首先要保证甲醇合成塔内温度≤100 ℃，还原性气体（CO+H2）含量＜0.5%。在循环气油分排油处接DN20临时氮气管备用；在循环机进口总管取样口处接DN10临时空气管备钝化前期使用；在循环机进口总管排醇处接DN20临时空气管备钝化中期使用；并将循环机进口总管DN80补氮口盲板抽除，将此管线由氮气换为空气，以备钝化后期配氧使用。详细地对系统设备、仪表、阀门、取样点进行全面检查。分析取样器具、仪表完好、齐全，备用。3 催化剂钝化
3.1 催化剂钝化过程
（1）系统循环降温泄压结束后，用氮气对系统进行置换，系统内（CO+H2）含量＜0.5%为合格。
（2）系统置换合格后，系统充氮气压力保持0.6 MPa，温度控制在100 ℃，开启2#、3#循环机建立系统氮气循环，开启1#循环泵建立水路循环，关闭汽包蒸汽出口阀，打开放空阀。
（3）由DN10配氧口缓慢配入O2，在塔进口取样分析，每半小时1次，初始O2含量控制在0.2%，在温升不大于30 ℃的情况下，逐步提高氧含量。DN10配氧阀全开后使用DN20配氧口进行配氧。
（4）当塔进、出口氧含量稳定在20%后，继续钝化5 h无温升则视为钝化结束。
更多内容请见《中氮肥》2015年第4期