关于甲醇合成催化剂使用经验总结及问题分析

王海勇（新疆广汇新能源有限公司,新疆 哈密 839303）

摘 要：针对甲醇合成催化剂使用相关内容，进行经验总结，提出在使用过程中常见的问题，提出优化措施，以获得运行效果。为了能够延长甲醇合成催化剂使用寿命，要选择低温活性的材料，做好运输与装填环节等的管理，做好使用全过程的管理，以确保催化剂的质量。

关键词：甲醇合成催化剂；使用经验；使用管理；使用寿命

        在工业生产中，甲醇合成催化剂的应用较为广泛。在实际应用的过程中，受到净化系统气量的限制，极易造成甲醇合成气中氢气成分含量不足，影响催化剂的活性。对此需要结合实际情况，做好工艺改进，做好运行环境优化，以延长甲醇合成催化剂使用寿命

1 工艺流程概述

        某公司10万t/a 甲醇合成塔使用的是φ3400mm等温反应器，其中1#炉甲醇合成催化剂已经运行9年，现对合成催化剂使用情况，进行总结。甲醇合成气经过联合压缩机合成段压缩，和甲醇分离器，进行循环气混合，接着经过联压机循环段，进行压缩处理，利用玄幻器过滤器，经过滤油处理，进入到塔气预热器，进行后期处理，循环使用

2 甲醇合成催化剂运行常见问题分析

2.1 甲醇水冷器结蜡

        此甲醇合成塔初期运行时，温度在198-199℃范围内，运行3个月后，出现严重结蜡问题，分离器出口温度＞45℃，造成停机故障。经过多次维修检查，将入口温度提升到210℃以上、出口温度提升到233℃以上，解决了水冷器结蜡问题。问题总结：由于系统铁杂质较多、合成塔入口气体组分影响、频繁开停车等，造成此问题，是多数厂家类似装置常见的问题

2.2 乙醇含量较高

        甲醇合成塔导投料1个半月后，对粗甲醇中的乙醇含量进行分析，发现含量过高，最高能够达到5000mg/kg以上，使得精甲醇产品存在乙醇含量高的问题，降低了产品的市场竞争力，同时增加了精馏环节的消耗。此问题主要是由于装置运行稳定性差、开停车频繁等因素造成的，加之水冷器结蜡问题较为严重。通过提升装置运行的稳定性，将乙醇含量逐步控制在1500mg/kg以下，使得产品出口质量能够达到生产标准。

2.3 合成塔压差较高

        甲醇合成催化剂投入使用1年后，合成塔压差不断升高，动辄超过工艺指标，即＞250kPa。此问题原因包括：入塔气体组分不够稳定；催化剂过于粉碎；合成塔内部气流偏流。对于问题采取的是增大驰放气量，将连压机循环段近路打开，实现氢碳比控制。此方法在副作用较大，非最佳处理方法，需要继续研究处理方法。

3 延长甲醇合成催化剂使用寿命的策略

3.1 合理选择催化剂

        在选择催化剂时，需要综合分析，从低温活性与操作压力等方面，做好全面的分析。通常工业生产使用的甲醇合成催化剂，主要包括锌铬催化剂以及铜基催化剂。其中铜基催化剂具有活性低的特点，操作温度通常在210-290℃范围内，操作压力通常在5-10MPa范围内。此类型催化剂具有较好的活性与反应温度低等优势，使用范围较为广泛，便于操作。在相同的出口甲醇浓度条件下，铜基催化剂需要的压力低，而在相同的压力条件下，使用铜基催化剂的出口甲醇，其浓度较高，生产的粗甲醇纯度高，是甲醇生产企业优选的催化剂。

3.2 加强催化剂保存管理

        考虑到催化剂极易受潮，使其活性降低。若发生摔碰或者翻滚等情况，会使得催化剂破碎，使得床层阻力与消耗量增加，降低甲醇生产产量，使得催化剂寿命受到影响。基于此，在催化剂运输与存储环节，要做好密封处理与防潮处理，避免催化剂被污染与摔碰。

3.3 控制装填质量

因为催化剂装填的质量，直接影响其使用寿命。对此需要加强以下要点的把控：

        1）在装填前，要利用吹灰设备，将反应器粉尘与污物清理干净。

        2）按照甲醇反应器使用要求，合理选择设备尺寸，以支撑铜基催化剂数量以及铝惰性材料，按照装填要求，将材料装填到指定位置，提高甲醇催化剂使用效率。

        3） 在装填作业前，必要时需要做好过筛处理，将粉尘与碎片等及时清理出去，降低床层阻力。

3.4 做好催化剂升温还原

        通常甲醇催化剂的使用，需要经过还原，才能够使其具有活性。甲醇催化剂还原的效果如何，直接影响着其使用的寿命。若能够有效还原，则催化剂晶粒小、孔隙率较高，具有使用寿命长与低温活性高等特点。基于此，需要合理选择还原方法，控制好还原条件，以确保能够充分发挥甲醇催化剂的性能，延长其使用寿命。在还原的过程中需要加强以下要点的把控：

        1）控制有害气体含量。2）控制还原气含量。3）加强出水量控制。

3.5 加强生产管理

        在生产过程中，需要加强甲醇催化剂使用管理，以增长催化剂的使用寿命。这需要加强生产工艺指标的管理，做好净化气总硫含量的把控，要保证 H₂S+COS≤1.5×10^-4 mg/L，切不可高硫送气。同时需要做好定期检修工作，重点校验净化装置出口硫分析仪、仪表警报系统等，在维修期间，要避免催化剂与水或者含硫气体等的接触，以此确保催化剂的物理性与活性。除此之外，还需要减少停开车的次数，避免损坏催化剂的活性。

4 结语

        综上所述，甲醇装置运行的过程中，极易发生运行故障，为保护甲醇催化剂，需要做好定期检查工作，做好装置改进处理，以减少运行时装置对催化剂性能的影响。同时还需要合理选择催化剂，加强装填质量的控制等，以保障催化剂的质量。

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