臨朐大祥精細化工有限公司 馮旭
DC503型聯醇催化劑2003年投入市場,同年12月在吉林梅河口市化肥廠φ800甲醇合成塔首次使用,取得了良好的經濟效益,創造了班產超過10噸的記錄,在該廠前幾爐催化劑的使用時相比較,班產最高不超過7.5噸,充分顯示了該催化劑轉化率高、產量高的特點。
2004年3月,山東瑞星集團選用了DC503型催化劑,下面就瑞星集團的還原及使用情況做介紹,讓大家了解DC503催化劑的性能以便更好的使用。
1.基本情況簡述
山東瑞星集團年產20萬噸合成氨,30萬噸尿素。2004年2月φ1800氨合成塔投入運行,原來的φ1200氨合成塔成了閑置設備,該集團領導決定對其進行技術改造,將合成流程改為聯產甲醇流程,砍掉了氨合成系統中的廢鍋及氨冷器,改造后的聯醇流程如下:
主要設備:
合成塔內件為φ1200ⅢJ -99(未做改造)
循環機:4臺 4.0m3/min (原氨合成循環機)
2.催化劑的裝填及升溫還原:
2.1催化劑裝填:
2.1.1為避免鐵帶入催化劑床層造成結蠟,裝催化劑前用水對內件內的氨觸媒粉及雜物進行了沖洗。并進行了吹除干燥。
2.1.2為避免高度差太大摔壞催化劑,裝填內件底部的徑向段時,用桶將催化劑送到下部,人工倒入徑向筐并裝填均勻。
2.1.3為了裝填均勻,從周圍不同的方向傾倒,并隔一段時間用尺竿測量高度。2.1.4為防止上段觸媒超溫,少裝填了0.15m3觸媒。
2.2升溫還原
銅基催化劑出水溫度低,不需要分層還原,將冷激及冷管內氣量盡量關。ǹ紤]到塔壁溫度和內件壓差,升溫副線和冷管內氣量少開一點)把整個催化劑床層當做一個大的絕熱層進行還原。加大循環量,縮小軸向溫差在 15℃之內。
2.2.1DC503催化劑銅含量高,出水量大,為了避免飛溫,一開始就要采取較謹慎的調節手段,在60℃之前將空速加到3000h -1 以上。
2.2.2按出水量大小和水汽濃度高低作為升溫還原進程的重要參考指標,嚴格控制水汽濃度不超過2.5g/m3。
2.2.3嚴格控制還原最高溫度不超過240℃,DC503中的碳酸鹽在220℃以前已經分解完全,180℃之前催化劑中的CuO便已還原成Cu,將最終還原溫度提的過高,會使催化劑喪失部分低溫活性。
2.3升溫還原方案(見附表)
整個升溫還原 78h,累計出水4322.5Kg,占該催化劑總重的24%,整個升溫還原出水較為平穩,熱點溫度升至80℃時徑向溫度略有上升,加大循環量后趨于穩定。69℃開始出水,80~120℃為出水主期。
3.滿量后的生產情況。
觸媒層溫度℃ | 備注 | |||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 時間 |
99 | 200 | 211 | 208 | 208 | 210 | 207 | 215 | 207 | 237 | 210 | 239 | 04.4.1 |
109 | 206 | 219 | 227 | 220 | 230 | 210 | 215 | 209 | 215 | 211 | 217 | 04.4.15 |
118 | 211 | 219 | 229 | 219 | 230 | 212 | 221 | 210 | 221 | 220 | 222 | 04.5.1 |
120 | 209 | 218 | 221 | 219 | 227 | 210 | 210 | 209 | 210 | 210 | 211 | 04.5.15 |
13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
|
211 | 210 | 212 | 219 | 227 | 221 | 220 | 231 | 218 | 221 | 215 | 220 | 04.4.1 |
215 | 240 | 216 | 242 | 221 | 235 | 229 | 227 | 227 | 231 | 229 | 227 | 04.4.15 |
220 | 240 | 230 | 245 | 230 | 231 | 231 | 233 | 232 | 236 | 232 | 233 | 04.5.1 |
210 | 233 | 210 | 240 | 220 | 222 | 220 | 229 | 222 | 236 | 230 | 229 | 04.5.15 |
溫 度 ℃ | 壓 力 Mpa | 流量 m 3 /h | 成份% | ||||||||||
CO | CO 2 | ||||||||||||
合成塔一入 | 合成塔一出 | 合成塔二入 | 合成塔二出 | 水冷前 | 水冷后 | 合成塔入口 | 合成塔出口 | 油分入口 | 合成塔入口 | 變換出口 | 合成塔出口 | 脫碳出口 | 合成塔出口 |
62 | 96 | 154 | 178 | 84 | 18 | 14.4 | 13.9 | 14.4 | 78914 | 1.9 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
62 | 98 | 151 | 176 | 85 | 18 | 14.5 | 14.2 | 14.5 | 79527 | 1.8 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
63 | 96 | 154 | 177 | 83 | 19 | 14.6 | 14.3 | 14.6 | 76435 | 1.9 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
62 | 97 | 155 | 175 | 86 | 18 | 14.4 | 14.1 | 14.4 | 78538 | 1.9 | 0.1 | 0.4 | 0.1 |
新鮮氣折合 4M8K4高壓機20.5臺,開4.0m3/ min循環機一臺,日產粗醇54噸,粗醇中含醇量91%,考慮到尿素市場很好,沒有提高入口CO含量,F在,生產情況穩定,降低了銅洗崗位的負荷,每天還增加了30多噸的精甲醇產量,直接經濟效益每天達6萬多元,為氨合成塔改甲醇塔提供了珍貴的運行參數。
由于技改時間倉促,仍有一些不足的地方:
3.1循環機帶油嚴重且無精脫硫工段,安裝無油潤滑循環機,增設精脫硫崗位,已經迫切地提到議事日程,只有這樣觸媒的使用壽命才有保障。
3.2流程中無洗醇器,對精煉崗位和氨合成崗位的影響也待進一步觀察
3.3上絕熱層觸媒溫度不高,少裝催化劑沒有必要。
4.體會
通過吉林梅河口和山東瑞星集團的使用情況及 DC503催化劑的先進生產工藝,表明DC503具備以下技術特點。
4.1DC503采用了高科技手段使催化劑本體不含Cl - ,從而使活性和轉化率大為提高。190~200℃就有良好的活性,梅河口、瑞星集團的零米溫度控制在195℃左右。
4.2強度高:DC503外觀光滑,粒度均勻,沒有粉末及殘片。徑向抗壓強度大于185N/cm,高于C207大于145N/cm的強度要求,為防止運輸過程中出現磨損,采用了紙桶包裝,以上廠家在裝填前都沒有過篩,梅河口使用了4個月,壓差無明顯變化。
4.3付反應少,不結蠟。DC503催化劑從原材料進貨上,生產過程中嚴格控制鐵的攝入量,通過延長沖洗時間,降低電導率指標,將Na + 等雜質降到最低水平。在裝填過程中,避免催化劑與鐵器接觸。由于采取了以上措施,未發現催化劑結蠟現象。
4.4抗毒能力強。梅河口化肥廠脫碳后無精脫硫,入塔總硫大約在4ppm,4個月來活性無明顯下降,至今日產在25噸左右。
DC503催化劑投入市場不久,一些不足還需在實踐中不斷修正和完善,相信隨著聯醇工藝的不斷成熟,雙甲工藝的逐步推廣,DC503型聯醇催化劑將得到更多客戶的信賴。
東平瑞星¢1200DC503甲醇催化劑升溫還原方案
階段 | 時間 h | 熱點 溫度℃ | 軸向 溫差℃ | 升溫 速率 ℃ / h | 系統 壓力 Mpa | 出水 速率 Kg/ h | 入塔氫% | 備 注 | |
本期 | 累計 | ||||||||
升溫 | 3 | 3 | ~65 | ≤ 10 | 10~15 | 5 |
| ≥ 70 | 2臺 |
5 | 8 | 65~80 | ≤ 20 | 2~4 | 5 |
| ≥ 70 | 3臺 | |
初期 | 10 | 18 | 80~100 | ≤ 20 | 1~3 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3臺 |
主期 | 24 | 42 | 100~120 | ≤ 20 | 0~2 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3臺 |
恒溫 | 2 | 44 | 120 | ≤ 20 | 0 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3臺 |
主期 | 20 | 64 | 120~180 | ≤ 20 | 4 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3臺 |
后期 | 10 | 74 | 180`240 | ≤ 20 | 6~10 | 5 | ≤ 60 | ≥ 70 | 3臺 |
末期 | 2 | 76 | 240 | ≤ 15 | 0 | 5 |
| ≥ 70 |
|
降溫 | 2 | 78 | 220 | ≤ 15 | -10 | 5.0 |
|
| 循環機一臺 |
輕負荷 | 24 | 235±5 | ≤ 30 |
| 13.0 |
| CO≤0.3 |
|