安博
（大唐內蒙古多倫煤化工有限責任公司，內蒙古 多倫027300）
［摘 要］陜西咸陽化學工業有限公司600 kt/a甲醇裝置采用丹麥托普索公司的甲醇合成專利技術及甲醇精餾專利技術，由托普索公司提供甲醇合成系統及甲醇精餾系統的基本工藝設計，并提供專有設備（甲醇合成塔、汽包及開工噴射器）和甲醇合成催化劑。介紹咸陽化工第Ⅰ爐、第Ⅱ爐、第Ⅲ爐甲醇合成催化劑鈍化前系統的置換、催化劑鈍化、催化劑卸出及（第Ⅱ爐、第Ⅲ爐、第Ⅳ爐）新催化劑的還原情況，并通過不斷汲取甲醇合成催化劑鈍化前的置換、催化劑鈍化、催化劑卸出及新催化劑還原過程中的經驗教訓，逐步達到了節約系統置換時間并確保置換效果、縮短鈍化用時并確保鈍化效果、催化劑卸出順暢且安全環保、縮短新催化劑還原用時并確保還原深度的目的。
［關鍵詞］托普索甲醇合成工藝；甲醇合成催化劑；系統置換，催化劑鈍化；催化劑卸出；催化劑還原；經驗總結
［中圖分類號］TQ223.12+1 ［文獻標志碼］B ［文章編號］1004-9932（2020）04-0036-03
0 引 言
陜西咸陽化學工業有限公司（簡稱咸陽化工）600 kt/a甲醇裝置采用丹麥托普索公司的甲醇合成專利技術及甲醇精餾專利技術，由托普索公司提供甲醇合成系統及甲醇精餾系統的基本工藝設計（PDP），同時提供專有設備（甲醇合成塔、汽包及開工噴射器）和甲醇合成催化劑［1］。首爐甲醇合成催化劑于2010年1月21日投用，使用4 a后其活性已不能滿足生產需要，于2014年1月更換了第Ⅰ爐甲醇合成催化劑，2015年10月更換了第Ⅱ爐甲醇合成催化劑，后于2017年7月更換了第Ⅲ爐甲醇合成催化劑。以下對咸陽化工這3爐（次）甲醇合成催化劑的更換經驗作一總結。
1 甲醇合成催化劑鈍化前的系統置換
1.1 第Ⅰ爐甲醇合成催化劑鈍化前的置換
甲醇合成系統于2014年1月15日00:50切斷原料氣，開始循環泄壓降溫，當日06:14開始補入大量低壓氮氣置換系統中的可燃氣。
本次系統置換操作，起初采用的是降溫與置換同時進行的方法，但置換進度較慢，為盡快置換合格，又采取了以下方法。
（1）為加快催化劑中吸附甲醇的解吸，使系統內甲醇含量盡快降低，采取投用甲醇合成塔開工噴射器的措施，使合成塔溫度由120 ℃升至143 ℃左右，合成塔溫度升高后，循環氣中的H2和甲醇含量均上漲約0.9%，表明催化劑受熱后其中吸附的H2和甲醇解吸出來了。經過2 h的試驗，從分析數據來看，置換效果仍不能快速達標，經工藝技術人員討論，決定放棄此種方法。
（2）由于初始置換操作時，采用降溫與置換同時進行的方法，置換效果不理想，因而在甲醇合成塔溫度降至110 ℃時，又改用間歇置換［2］的方法，但由于低壓氮氣管網壓力方面的限制，甲醇合成系統壓力最高只能充至0.4 MPa，且受合成氣壓縮機正常運行方面的限制，泄壓時甲醇合成系統壓力只能泄至0.25 MPa，因此合成甲醇系統采用充壓至0.4 MPa、泄壓至0.25 MPa的方法進行置換。
（3）考慮到脫硫保護罐中的脫硫劑會對大量可燃氣及甲醇進行吸附，隨即把脫硫罐切出循環系統，關閉脫硫罐進出口大閥。但此種方法試用后，出現了合成氣壓縮機一段出口溫度越來越高的現象，約40 min后合成氣壓縮機一段出口溫度高達120 ℃，如此的高溫可能會對合成氣壓縮機的密封環造成損害，因而放棄了此種方法。
（4）后經討論，決定采用以下置換方法：甲醇合成系統充壓至0.4 MPa后泄壓，泄至0.25 MPa后合成氣壓縮機自循環，系統泄壓至最低50 kPa后甲醇合成系統再次充壓，壓力充至0.25 MPa后并入合成氣壓縮機打循環。此置換方法解決了簡單的間歇置換帶來的系統壓力不能泄至最低的問題，但置換速度仍不能滿足需要。
嘗試采用上述方法置換后，置換進展仍較慢，截至2014年1月16日15:40，甲醇合成系統已置換33.45 h，但取樣分析結果顯示H2 0.36%、CH3OH 1.31%、N2 98.24%，甲醇合成系統仍未置換合格，未達到催化劑鈍化要求的條件，且由于催化劑對甲醇的吸附性，系統中甲醇含量很難達到鈍化所需指標要求——甲醇含量0.5%，置換的難度越來越大。
甲醇合成催化劑床層的循環降溫、置換時間已超過計劃節點，經討論，決定放棄系統置換和催化劑鈍化，改為直接卸出催化劑。
1.2 第Ⅱ爐甲醇合成催化劑鈍化前的置換
汲取第Ⅰ爐甲醇合成催化劑鈍化前置換的經驗教訓，第Ⅱ爐甲醇合成催化劑鈍化前系統置換時，直接采用甲醇合成塔保溫230 ℃、循環氣壓縮機繼續運轉、間歇式充泄壓的方法，由此加快了置換進度，也避免了分析結果中甲醇含量和H2含量反復的情況，但循環氣中H2含量置換至0.87%后，出現H2含量無法繼續下降的情況。
更多內容詳見《中氮肥》2020年第4期