水解保護專利技術在大型醋酸裝置的應用

陳 健，張清建，劉華偉

（華爍科技股份有限公司，國家氣體凈化劑重點工業基地，湖北省化學研究院，工業氣體凈化與精制湖北省重點實驗室，湖北武漢 430074）

河南某知名企業年產20萬噸醋酸項目于2005年12月開始籌建，采用西南化工研究設計院自行研制開發的《甲醇低壓液相羰基合成法生產技術》，上海化工設計院的優化設計，與國內同行相比具有明顯優勢。2007年3月開始工程安裝，于2008年10月一次試車投產成功。該項目充分利用集團公司在化肥生產中富余的CO2和聯醇裝置，不但有充足的甲醇、焦炭、水源等原材料及可靠的動力供應，還可充分利用集團公司現有部分公用工程設施，降低原料采購和運輸成本。二期技改后現已達到年產40萬噸醋酸生產規模。

醋酸生產工藝中原料CO氣體中的干法凈化尤為關鍵。該公司經過一年的多次調研，最終選用華爍科技股份有限公司水解保護專利技術。該技術已在國內多家高濃度CO氣體凈化工程中成功應用，并獲得國家發明專利。2008年10月一次開車打通流程，操作簡便，凈化度高，全面達到設計指標。

1 高CO、高COS下的水解保護專利技術介紹

高CO、高COS下的水解保護專利技術由保護劑串T504A常溫水解催化劑組成，水解催化劑可完成高效、長周期的COS轉化為H2S的功能，運行壽命在1a以上，期望值2~3a。使有毒物質COS的排放大大降低，有利于環境保護。

1.1 工作原理

T504A常溫水解催化劑催化水解的反應原理見下式。

COS+H2O → H2S +CO2+Q

1.2 T504A常溫水解催化劑主要物性指標

T504A常溫水解催化劑主要物性指標見表1

表1 T504A常溫水解催化劑主要物性指標

2 醋酸裝置水解保護專利技術應用情況

2.1 河南順達公司CO原料氣條件

流量：50 000m3（標）/h；壓力：0.05MPa

組分：CO 68%~70%；CO228%~30%；H21%~2%

O2≤4 500×10-6；H2S ≤ 600×10-6；

COS ≤1 500×10-6

2.2 工藝全流程示意圖

工藝全流程示意框圖1。

圖1 工藝全流程示意框圖

2.3 水解保護專有技術流程示意圖

水解保護專有技術流程示意見圖2。

圖2 水解保護專有技術流程示意圖

2.4 水解保護技術工藝流程簡述

CO原料氣出氣柜經過靜電除焦、風機提壓至約50kPa，通過蒸汽加熱器氣體提溫至50~90℃，并聯進入4組水解保護塔，進行COS轉化H2S水解過程，完成90%以上的COS轉化，含大量H2S的CO氣體進入濕法脫硫，完成脫除H2S的工作，降低硫化物負荷，進入后序工段。

2.5 氣體分析方法

硫化物分析采用德國西門子產的Maxun ed Ⅱ氣相色譜分析儀。

2.6 水解保護系統的工業操作數據（表2）

表2 水解保護系統進出口硫數據見表2。

表2 水解保護系統進出口硫數據表H2S

2.7 數據匯總

（1）2018年2月—2019年5月，水解保護的COS轉化率均>95%；

2019年5月—2019年6月，水解保護的COS轉化率均>90%；

2019年6月30日，水解保護的COS轉化率僅61.5%，采取提溫措施（63℃提至68℃），轉化率可接近90%；

2019年7—8月，水解保護的COS轉化率均>85%；

2019年9月，水解保護的COS轉化率均>80%；

2019年10—12月，水解保護的COS轉化率均>70%。

（2）水解保護入口硫化物數據。

H2S （300~700）×10-6，主要500×10-6左右數據為主；

COS （1 100~1 700）×10-6，主要（1 300~1 400）×10-6左右數據為主。

（3）數據顯示，在末期催化劑床層75℃后，提溫至88℃期間，滿足不了COS轉化率85%的設計值。

（4）催化劑床層溫度按照技術要求逐步提溫，提至90℃后于2020年6月中旬4 組全部更換。

3 結語

1） 水解保護專利技術使用效果佳，COS轉化率高，使用初期可達98%以上，可做到有毒物質COS的零排放，有利于保護環境。

2）催化劑強度好，并經歷多次開停車考驗。新催化劑從外觀上看產品強度好，粉塵極少，因此不需要過篩，可直接裝填到反應器內。催化劑卸出后，催化劑除了粉塵含量較高、顏色偏黃外，顆粒并無破損且強度保持穩定。

3） 工藝抗毒能力強，催化劑使用壽命長。在同等工況下，水解催化劑在無保護劑的情況下，催化劑往往不超過2個月即快速失活。該裝置采用華爍科技水解保護專利技術，在催化劑前端使用高效保護劑，可大量消除對T504A水解催化劑活性有影響的不利因素。雖煤氣氣質中粉塵含量大，裝置運行一段時間會因粉塵累積阻力增加明顯，但可通過在一定時間內靈活更換塔內上部的少量污染嚴重的保護劑，使得T504A水解催化劑可長時間保持高效活性，極大延長了催化劑的使用壽命，正常保證1a以上，期望值2~3a，為企業創造了可觀的經濟效益。

致謝：本文經國家有突出貢獻的專家孔渝華研究院審閱，提出不少寶貴的修改意見，特致衷心感謝！