利用合成馳放氣對加氫觸媒的硫化和鐵錳的還原

【摘 要】本文列舉了利用合成馳放氣在線對精脫硫的加氫催化劑硫化和鐵錳脫硫劑進(jìn)行還原的方法，極大的方便了操作，保證了安全，不需要全線停車就可以進(jìn)行加氫觸媒的硫化和脫硫劑的還原工作，此種方法以供同類型廠家借鑒。

【關(guān)鍵詞】焦?fàn)t氣制甲醇工藝；精脫硫；在線硫化和還原

1.工藝說明

寧夏慶華甲醇公司以集團(tuán)公司內(nèi)自產(chǎn)焦?fàn)t氣為原料，年產(chǎn)15萬噸甲醇。采用通用設(shè)計(jì)院開發(fā)的焦?fàn)t氣制甲醇工藝，工藝流程主要由壓縮、精脫硫、轉(zhuǎn)化、合成、精餾工段組成。焦?fàn)t煤氣組分見表。

精脫硫工段由煤化送來的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入氣柜存儲(chǔ)、緩沖進(jìn)入壓縮機(jī)，由壓縮機(jī)提壓后送往精脫硫工段，經(jīng)活性炭過濾器脫油槽→鐵鉬預(yù)加氫轉(zhuǎn)化槽→鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化槽→鐵錳脫硫槽→鎳鉬加氫轉(zhuǎn)化槽→氧化鋅脫硫槽后，將焦?fàn)t煤氣中的有機(jī)硫、無機(jī)硫通過轉(zhuǎn)化、吸收的方式脫除，達(dá)到轉(zhuǎn)化工序的要求。鐵鉬預(yù)加氫槽兩個(gè)，一開一備。鐵錳槽是雙槽，串聯(lián)運(yùn)行，短時(shí)間內(nèi)可以單槽運(yùn)行。

按上述方法對鐵鉬催化劑以及鐵錳脫硫劑進(jìn)行硫化、還原的話，要保證空速在200-500h-1左右，就需要一定量的焦?fàn)t氣。就鐵鉬加氫催化劑而言：單槽鐵鉬催化劑的裝填量為15M3，這就要求硫化氣體量最少要保證3000NM3/h，同時(shí)要保證CS2順利分解為H2S，還必須保證升溫氣體中氫氣的含量>30%，則需要并入的焦?fàn)t氣量最少為1500 NM3/h左右。按照催化劑說明書的要求，硫化時(shí)間66小時(shí)，按照2000 NM3焦?fàn)t氣生產(chǎn)1噸甲醇來計(jì)算，硫化過程要損失大約50噸的甲醇產(chǎn)量。

而鐵錳脫硫劑，單槽鐵錳脫硫劑的裝填量約為50M3，雖然是逐步增加氫氣濃度，到還原后期為了提高氫氣含量，甚至需要將氮?dú)馔顺觯扛挠媒範(fàn)t氣進(jìn)行還原。按照還原最低空速150h-1來看，也得需要7500NM3/h的焦?fàn)t氣。按我公司目前的生產(chǎn)負(fù)荷來看（負(fù)荷為15000-20000NM3/h），在還原鐵錳脫硫劑的末期，根據(jù)空速要求，大約需要大量的焦?fàn)t氣，這樣生產(chǎn)負(fù)荷就會(huì)很低甚至無法生產(chǎn)。況且在我們這套工藝設(shè)計(jì)中，焦?fàn)t氣流量計(jì)設(shè)置在精脫硫工序的進(jìn)口，而后續(xù)轉(zhuǎn)化工序中轉(zhuǎn)化爐溫度的操作我們是依據(jù)氧氣與焦?fàn)t氣的比值來預(yù)先控制的，一旦焦?fàn)t氣量沒有了參考值，特別是鐵錳還原過程中要求氣體中的氫濃度逐步增加，這樣去轉(zhuǎn)化工序的焦?fàn)t氣量隨時(shí)在減少，操作工只是依據(jù)轉(zhuǎn)化爐溫度來控制氧氣的加減量的話，操作難度大，很容易發(fā)生超溫事故。

所以在以往的生產(chǎn)過程中，一旦更換鐵鉬催化劑、鐵錳脫硫劑，需要硫化、還原的時(shí)候，從安全角度考慮，我們往往都是利用停車檢修的機(jī)會(huì)來進(jìn)行操作。但這樣的話，就會(huì)延誤開車時(shí)間，影響我們的甲醇產(chǎn)量，并且更換觸媒的時(shí)間并不一定和停車檢修的時(shí)間吻合，給生產(chǎn)帶來不便。而甲醇合成工段的馳放氣中H2含量很高，這部分馳放氣我們的工藝設(shè)計(jì)是送入焦?fàn)t、鍋爐以及轉(zhuǎn)化的加熱爐當(dāng)做燃料氣來使用的。如果利用這部分馳放氣來硫化、還原新裝的鐵鉬催化劑、鐵錳脫硫劑，能否可行呢？我們對此進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

2.利用馳放氣硫化鐵鉬催化劑還原鐵錳脫硫劑的工藝探索

2.1工藝路線的探索

根據(jù)原工藝設(shè)計(jì)的馳放氣流程來看，合成馳放氣分別去往焦?fàn)t、鍋爐房以及轉(zhuǎn)化加熱爐做燃料使用，而去鍋爐房做燃料用的管線，這條管線在精脫硫工段附近經(jīng)過，我們把去鍋爐的馳放氣管道在調(diào)節(jié)閥后斷開，連接一根10余米長的臨時(shí)管線與精脫硫的加熱爐的氮?dú)夤艿沽荛y連接，馳放氣經(jīng)加熱爐提溫后通過加熱爐升溫氮?dú)夤芫€直接送進(jìn)鐵鉬加氫槽、鐵錳脫硫槽用于的硫化、還原。利用原有的調(diào)節(jié)閥可以靈活的調(diào)節(jié)配氫氣的量。硫化還原結(jié)束后再把這根臨時(shí)管線拆掉，原工藝路線不需要改造。

2.2氣體成分分析

合成馳放氣氣體組成：

從上述數(shù)據(jù)中我們可以看出馳放氣中H2的含量高達(dá)86.35%，而焦?fàn)t氣中的H2含量為62.89%，所以說單純的從H2的含量來看的話，用馳放氣進(jìn)行硫化、還原是完全可行的。

3.利用馳放氣硫化鐵鉬催化劑、還原鐵錳脫硫的實(shí)踐

在2013年4月14日對鐵錳脫硫B槽觸媒進(jìn)行更換后，決定配置管線聯(lián)通馳放氣管和加熱爐氮?dú)夤艿沽堋ｋS后利用馳放氣還原鐵錳脫硫劑，在整個(gè)還原過程中，按照廠家的還原方案，操作控制穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了利用馳放氣還原鐵錳脫硫劑的目的，投入系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，沒有發(fā)生溫升現(xiàn)象。

在2013年10月14日對鐵鉬催化劑A槽催化劑進(jìn)行更換后，又利用馳放氣對鐵鉬預(yù)加氫A槽催化劑進(jìn)行硫化，也實(shí)現(xiàn)了利用馳放氣硫化鐵鉬加氫催化劑的目的，投入系統(tǒng)，運(yùn)行良好，沒有飛溫現(xiàn)象。

4.結(jié)論

利用馳放氣進(jìn)行精脫硫觸媒的硫化、還原在理論上是可行的，在實(shí)踐中也得到了應(yīng)用，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了目的，對其他的使用干法脫硫廠家有參考意義。 [科]