催化劑預(yù)處理流程優(yōu)化改造

于德玲,韓 強,王鵬揚

(兗礦新疆煤化工有限公司，新疆烏魯木齊 830000)

兗礦新疆煤化工有限公司60萬t/a醇氨聯(lián)產(chǎn)項目由中國天辰工程有限公司設(shè)計，于2012年10月正式投入生產(chǎn)。其中凈化工段中變換工序設(shè)有3爐耐硫變換催化劑，甲醇合成工段設(shè)有2爐銅基催化劑。無論是耐硫變換催化劑的升溫硫化處理還是銅基催化劑的升溫還原處理都需要共同的介質(zhì)——H2。筆者就其來源進行了流程優(yōu)化。

1 耐硫變換催化劑升溫硫化流程改造

1.1 改造設(shè)想

兗礦新疆煤化工有限公司共設(shè)計2套變換裝置，分別是甲醇變換裝置(設(shè)有1臺變換爐)、氨變換裝置(設(shè)有2臺變換爐)。裝置使用青島莊信有限公司提供的K8-11系列耐硫變換催化劑。2012年初次開車時使用外購的H2，實際過程中發(fā)現(xiàn)存在問題。

(1)新疆地處偏遠，且沒有制售H2的企業(yè)，如需購買要從內(nèi)地運輸，同時罐車到廠后需停留3 d左右，這給運輸以及現(xiàn)場安全管理帶來壓力。

(2)罐車壓力一般為30 MPa，變換升溫硫化操作壓力為0.35～0.4 MPa，需要進行減壓耐硫，對現(xiàn)場操作提出較高要求。

(3)耐硫變換催化劑升溫硫化時要求升溫循環(huán)氣中的H2體積分數(shù)維持在10%～20%[1]，過高或過低都會影響硫化效果。為此會加重現(xiàn)場H2調(diào)節(jié)以及現(xiàn)場取樣分析的工作量。

2014年,在氨變換催化劑升溫硫化時，對甲醇生產(chǎn)裝置、氨合成裝置中H2管線進行優(yōu)化改造，以確保任何一套生產(chǎn)系統(tǒng)運行都能夠為另一套系統(tǒng)的催化劑升溫硫化提供H2[2]。

1.2 改造方案

氨合成系統(tǒng)運行中出液氮洗裝置的合成氣，主要氣體成分為H2(體積分數(shù)約為75%)、N2(體積分數(shù)約為25%)、CO(體積分數(shù)<2×10-6),總硫(體積分數(shù)<0.1×10-6)、CO2未檢驗出。此路H2來源可以供甲醇生產(chǎn)裝置中耐硫變換催化劑升溫硫化使用，也可以供甲醇合成銅基催化劑升溫還原使用[3]。

甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)運行中甲醇合成系統(tǒng)所產(chǎn)出的弛放氣，氣體成分為H2(體積分數(shù)約為75%)、CO(體積分數(shù)約為4%)、CO2(體積分數(shù)約為2%)、總硫(體積分數(shù)<0.1×10-6)。此路H2來源可供氨合成裝置變換工序中溫變換催化劑、低溫變換催化劑升溫硫化使用。

1.3 實施改造

首先，從氨合成氣管線引一管線(DN50)至甲醇合成循環(huán)段入口；接著，從引出的氨合成氣管線(DN50)上引一路管線(DN40)到弛放氣壓縮機出口，借用原有弛放氣管線引至變換氮氣升溫循環(huán)系統(tǒng)中氮氣電加熱爐出口管線上。具體流程見圖1所示。

圖1 管線改造簡圖

2 改造后的效果

改造后,操作人員可根據(jù)原有管線上的1臺遠傳流量計的顯示值進行流量調(diào)節(jié)，整個操作過程更加直觀、迅速。同時系統(tǒng)中H2含量保持穩(wěn)定[4]，由最初的1 h調(diào)整為4 h檢測分析1次，減輕了現(xiàn)場分析人員的工作量。

3 結(jié)語

此改造項目實施后，通過合理的生產(chǎn)調(diào)度安排，充分利用現(xiàn)有的工藝條件，就能夠提供耐硫變換催化劑升溫硫化以及銅基催化劑升溫還原所需的H2。