安博
（大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司，内蒙古 多伦027300）
［摘 要］陕西咸阳化学工业有限公司600 kt/a甲醇装置采用丹麦托普索公司的甲醇合成专利技术及甲醇精馏专利技术，由托普索公司提供甲醇合成系统及甲醇精馏系统的基本工艺设计，并提供专有设备（甲醇合成塔、汽包及开工喷射器）和甲醇合成催化剂。介绍咸阳化工第Ⅰ炉、第Ⅱ炉、第Ⅲ炉甲醇合成催化剂钝化前系统的置换、催化剂钝化、催化剂卸出及（第Ⅱ炉、第Ⅲ炉、第Ⅳ炉）新催化剂的还原情况，并通过不断汲取甲醇合成催化剂钝化前的置换、催化剂钝化、催化剂卸出及新催化剂还原过程中的经验教训，逐步达到了节约系统置换时间并确保置换效果、缩短钝化用时并确保钝化效果、催化剂卸出顺畅且安全环保、缩短新催化剂还原用时并确保还原深度的目的。
［关键词］托普索甲醇合成工艺；甲醇合成催化剂；系统置换，催化剂钝化；催化剂卸出；催化剂还原；经验总结
［中图分类号］TQ223.12+1 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2020）04-0036-03
0 引 言
陕西咸阳化学工业有限公司（简称咸阳化工）600 kt/a甲醇装置采用丹麦托普索公司的甲醇合成专利技术及甲醇精馏专利技术，由托普索公司提供甲醇合成系统及甲醇精馏系统的基本工艺设计（PDP），同时提供专有设备（甲醇合成塔、汽包及开工喷射器）和甲醇合成催化剂［1］。首炉甲醇合成催化剂于2010年1月21日投用，使用4 a后其活性已不能满足生产需要，于2014年1月更换了第Ⅰ炉甲醇合成催化剂，2015年10月更换了第Ⅱ炉甲醇合成催化剂，后于2017年7月更换了第Ⅲ炉甲醇合成催化剂。以下对咸阳化工这3炉（次）甲醇合成催化剂的更换经验作一总结。
1 甲醇合成催化剂钝化前的系统置换
1.1 第Ⅰ炉甲醇合成催化剂钝化前的置换
甲醇合成系统于2014年1月15日00:50切断原料气，开始循环泄压降温，当日06:14开始补入大量低压氮气置换系统中的可燃气。
本次系统置换操作，起初采用的是降温与置换同时进行的方法，但置换进度较慢，为尽快置换合格，又采取了以下方法。
（1）为加快催化剂中吸附甲醇的解吸，使系统内甲醇含量尽快降低，采取投用甲醇合成塔开工喷射器的措施，使合成塔温度由120 ℃升至143 ℃左右，合成塔温度升高后，循环气中的H2和甲醇含量均上涨约0.9%，表明催化剂受热后其中吸附的H2和甲醇解吸出来了。经过2 h的试验，从分析数据来看，置换效果仍不能快速达标，经工艺技术人员讨论，决定放弃此种方法。
（2）由于初始置换操作时，采用降温与置换同时进行的方法，置换效果不理想，因而在甲醇合成塔温度降至110 ℃时，又改用间歇置换［2］的方法，但由于低压氮气管网压力方面的限制，甲醇合成系统压力最高只能充至0.4 MPa，且受合成气压缩机正常运行方面的限制，泄压时甲醇合成系统压力只能泄至0.25 MPa，因此合成甲醇系统采用充压至0.4 MPa、泄压至0.25 MPa的方法进行置换。
（3）考虑到脱硫保护罐中的脱硫剂会对大量可燃气及甲醇进行吸附，随即把脱硫罐切出循环系统，关闭脱硫罐进出口大阀。但此种方法试用后，出现了合成气压缩机一段出口温度越来越高的现象，约40 min后合成气压缩机一段出口温度高达120 ℃，如此的高温可能会对合成气压缩机的密封环造成损害，因而放弃了此种方法。
（4）后经讨论，决定采用以下置换方法：甲醇合成系统充压至0.4 MPa后泄压，泄至0.25 MPa后合成气压缩机自循环，系统泄压至最低50 kPa后甲醇合成系统再次充压，压力充至0.25 MPa后并入合成气压缩机打循环。此置换方法解决了简单的间歇置换带来的系统压力不能泄至最低的问题，但置换速度仍不能满足需要。
尝试采用上述方法置换后，置换进展仍较慢，截至2014年1月16日15:40，甲醇合成系统已置换33.45 h，但取样分析结果显示H2 0.36%、CH3OH 1.31%、N2 98.24%，甲醇合成系统仍未置换合格，未达到催化剂钝化要求的条件，且由于催化剂对甲醇的吸附性，系统中甲醇含量很难达到钝化所需指标要求——甲醇含量0.5%，置换的难度越来越大。
甲醇合成催化剂床层的循环降温、置换时间已超过计划节点，经讨论，决定放弃系统置换和催化剂钝化，改为直接卸出催化剂。
1.2 第Ⅱ炉甲醇合成催化剂钝化前的置换
汲取第Ⅰ炉甲醇合成催化剂钝化前置换的经验教训，第Ⅱ炉甲醇合成催化剂钝化前系统置换时，直接采用甲醇合成塔保温230 ℃、循环气压缩机继续运转、间歇式充泄压的方法，由此加快了置换进度，也避免了分析结果中甲醇含量和H2含量反复的情况，但循环气中H2含量置换至0.87%后，出现H2含量无法继续下降的情况。
更多内容详见《中氮肥》2020年第4期