焦炉气制甲醇预加氢催化剂的使用

时间：2024-07-28

黄长胜，朱仰明，吴盛海，赵洪升

（山东恒伟化工科技有限公司，山东巨野 274900）

1 概述

山东恒伟化工科技有限公司是山东铁雄新沙能源有限公司配套的焦炉气深加工企业，建设有年产140kt甲醇、100ktLNG和PSA提氢装置，其中甲醇装置2008年建设，2012年投产，采用的成熟工艺技术，配套建设一套6 000m3/h氧气的空分装置、往复机焦炉气压缩、两级加氢和干法脱硫、纯氧部分转化工艺、二合一联合透平机组、绝热管壳式甲醇合成、三塔精馏等。

2 工艺简述

来自焦炉气的压力约2.5MPa、温度40℃的焦炉煤气经过滤器和预脱硫槽去除油雾和脱除无机硫后送至转化焦炉气初预热器，利用转化气余热提温到270℃左右，提温后的气体经预加氢转化器、一级加氢转化器，气体中的有机硫转化为无机硫，气体中的氧与氢反应生成水，不饱和烃加氢成为饱和烃，加氢转化后的气体含总硫约250mg/m3，进入中温脱硫槽，将气体中的绝大部分无机硫脱除，之后再经二级加氢转化器将残余的有机硫转化成无机硫，最后经过氧化锌脱硫槽把关，使气体中的总硫达到0.1×10-6以下，出中温氧化锌脱硫槽的气体压力约为1.9MPa，温度约为350℃送往转化岗位。图1为加氢和干法脱硫的工艺流程简图。

图1 加氢和干法脱硫工艺流程简图

3 预加氢催化剂的使用情况

一级预加氢催化剂采用T202铁钼加氢催化剂（柱状）。预加氢A槽于2019年9月29日硫化完成备用，11月8日投入运行，2020年2月16日阻力达到0.16MPa，催化剂各点温度无温差变化，切出系统，首次仅使用了100d的时间。

3.1 催化剂床层阻力增大的原因分析

焦炉气夹带的杂质较多，例如：苯、萘、焦油、粉尘、洗油、压缩机油和水等杂质，这些杂质随着气体夹带进入系统，由于预加氢是第一道屏障，在催化剂表面结垢、结炭、结块，造成阻力上升。既然阻力主要是上部，考虑是否可以采用过热蒸汽对床层进行吹扫，把污染物带出来，达到降低阻力、恢复部分活性的目标。

3.2 热吹流程

热吹流程，利用来自转化汽包副产的中压蒸汽，压力约2.7MPa，温度220℃，经升温炉加热至400℃后，蒸汽瞬时流量5t/h，通过升温气管线对一级预加氢转化器A槽进行热吹，床层各点温度达到450℃左右，持续3～4h，热吹时蒸汽现场放空，热吹过程中严格控制升温气管线压力＜0.7MPa。热吹流程如图2所示。

图2 蒸汽热吹的工艺流程图

3.3 第一次热吹及使用情况

2月18日对一级预加氢A槽热吹完成后，利用中压氮气连续吹扫3h，将槽内蒸汽全部赶出，防止温度下降形成蒸汽冷凝液破坏催化剂，同时，对该槽充氮气保持微正压。催化剂床层自然降温至170℃左右，于2月22日投入运行，投用初期压差在0.01MPa，持续运行到3月14日压差逐渐升到0.2MPa切换到B槽使用，催化剂床层温升约50℃，第一次热吹后使用了21d。

3.4 第二次热吹及使用情况

3月19日9时至17时按照第一次热吹流程对A槽再次进行升温蒸汽热吹，随后进行了氮气憋压吹扫置换。

氮气憋压吹扫置换流程：关闭预加氢A槽进出口阀门，接临时氮气管线至进口导淋处进行充压到0.5MPa左右，开现场放空阀门至放空总管，多次进行充卸压操作。

因升温气管线和正常工艺气管线，都是高进低出，催化剂上层杂质因受高温热吹，杂质下移至出口，若投用后杂质带至后续催化剂表面影响正常使用。对热吹完成后的催化剂多次氮气憋压置换吹扫，杂质跟随放空气排出系统。

于3月22日13时并入系统运行，投用初期压差在0.01MPa，持续运行到4月3日15时压差逐渐升到0.25MPa，因阻力过大退出系统，此次运行12d。

催化剂使用初期、末期及两次热吹后的有机硫转化率跟踪数据如表1所示。

表1 预加氢转化器化验分析数据及转化率

续表

综合表1可以得出：催化剂使用初期，有机硫转化效果较好，转化率在85%以上；催化剂在使用三个月后活性明显下降，几乎没有转化效果；蒸汽热吹后，有机硫的转化效率较热吹前有了明显提高，同时系统催化剂床层阻力几乎全部消除，效果极为明显，说明蒸汽热吹可以将催化剂表面、上层的结炭、结垢等杂质部分吹除，重新发挥催化剂的使用效果。