合成塔催化剂还原及合成塔导气方案编写：校核：审核：审定：批准：合成车间二○○一年七月十日合成塔催化剂还原及合成塔导气方案1 概述铜基催化剂必须经过还原后才具有活性。

还原反应是一个强放热反应，反应式如下所示：CuO + H2 ==== Cu + H2O + 86.7KJ/mol因此，在还原过程中应特别注意控制催化剂床层温度，防止催化剂过热发生铜晶粒烧结而损害催化剂活性。

还原操作是开车过程中很重要的一个操作环节。

每炉催化剂活性的高低，除与催化剂自身的生产质量和装填质量有关外，很大程度上还取决于催化剂还原质量的好坏，它将对装置的生产能力产生长远的影响。

因此，必须严格、细致、认真地按此方案进行还原操作。

催化剂在还原过程中出水量约为催化剂重量的18×10-2～20×10-2，其中物理水3×10-2～5×10-2，化学水13×10-2～15×10-2。

2 编写依据2.2《甲醇合成操作规程》指导说明书2.4甲醇合成和合成气压缩机最终PID3 还原前的准备工作3.1催化剂装填完毕后，应用清洁的空气（或氮气）将催化剂粉末从合成塔中吹除干净。

3.2公用工程准备就绪。

3.3循环气压缩机、合成气压缩机均已调试合格，并且氮气状况下运行正常。

3.4合成系统气密性试验合格。

3.5合成系统的电器、仪器、仪表已调试合格，仪表已校准(合成塔进出口温度、压力及合成回路中各流量显示仪表必须严格校准)。

3.6合成塔配氢管道已接好，外卖的氫气瓶已运至现场，具备稳定提供还原气H2的条件。

3.7化验室分析工作准备就绪。

选择好分析取样点，确保能及时、准确地分析合成塔进出口的H2浓度。

3.8与厂调度室联系，合成气压缩机与合成系统氮气联动试车，必须保证氮气纯度>99.9%(V%)。

3.9准备好计量还原水的量具。

记录表格准备齐全。

3.10 XNC-98型合成甲醇催化剂升温还原操作按表2进行，并按表2绘制好升温还原操作曲线图。

3.11车间成立氢气还原及合成系统导气指挥领导小组,具体实施人员为合成三个班组成员。

3.12车间成立氢气还原和合成系统导气安全及后勤保障领导小组.4 XNC-98型催化剂的升温还原操作4.1合成系统氮气置换及氮循环的建立4.1.1关闭所有补气阀、放空阀、取样阀、排污阀，使合成回路处于封闭隔断状态。

4.1.2导通氮气管线上的盲板，向合成回路内充压至0.3～0.5Mpa，关闭补氮气阀门,然后开启合成气压缩机出口上的放空阀，放空至回路微正压后关闭。

4.1.3按上述方法反复充压、放空数次。

包括低压部分的甲醇闪蒸槽、液体甲醇管线、开工用加氢管线等在内，每处管路均应置换干净，直至系统中各取样点、排放口、导淋阀处取样分析残氧含量≤0．1％时，方可认为置换合格。

4.1.4放空置换过程中应将循环机的副线阀开关流通几次，并开放空阀置换数次。

4.1.5氮气彻底置换对于合成系统开车特别重要。

应逐个开启各处导淋或排污进行现场放空，但进行此操作时须特别注意安全，必须佩戴氧气呼吸器，并两人以上同行。

4.1.6氮气置换合格后，将甲醇分离器至闪蒸槽的阀组关闭。

4.1.7现场和仪控设定好有关阀门的阀位,建立封闭的氮循环回路。

4.1.8按合成气压缩机操作规程，启动合成气压缩机，建立氮气循环。

逐渐将压缩机出口压力调至0.6Mpa左右，将循环量调至最大，合成塔进口压力通过调整补入氮气量和控制放空量来使其维持在0.6MPa恒定压力下进行升温还原。

4.2建立汽包液位对催化剂床层升温4.2.1打开甲醇水冷器进出口冷却水阀门。

4.2.2联系调度，用合格的脱盐水给合成汽包V-3301建立60%液位。

为了防止造成锅炉给水管网压力的波动，充水一定要缓慢进行。

启动P-3301A/B，建立水循环。

4.2.3打开汽包开工蒸汽调节阀33TV020前切断阀后的导淋及前切断阀，对汽包开工蒸汽进行疏水暖管，待导淋全部排出为蒸汽时，打开后切断阀，调节33TV020向汽包内通入开工蒸汽，并及时关闭疏水导淋。

4.2.4升温过程中若出现管道震动或“水击”等情况，可适当调整33TV020的开度，关小蒸汽，控制升温速度≤25℃／hr。

4.2.5由于蒸汽的冷凝，汽包液位逐渐上升，升至85%时，可通过排污管线排放出部分炉水，使汽包液位保持在70%。

4.2.6当汽包顶部排空处有大量蒸汽出现后，将放空阀33PV022B关闭，启用汽包蒸汽输出调节阀33PV022A，调节汽包蒸汽压力。

若蒸汽品质尚未达到并网要求，可继续进行放空。

4.2.7当合成塔出口温度接近100℃时，适当关小33TV020减小开工蒸汽用量，在100℃恒温1小时。

在恒温过程中视情况投用汽包压力控制阀33PV022A 及压力控制放空阀33PV022B，用压力控制阀33PICA022控制汽包升压，使合成塔升温。

然后以每小时10℃升温到170℃再恒温1～2小时。

4.2.8在170℃恒温1～2小时后，当甲醇分离器液位33LICA008不再上升，可认为物理水已脱尽。

将分离器中的水排出计量，最终一定要排放至有氮气泄出后才关闭阀门，隔 2分钟再排一次，直至将水排尽。

4.3催化剂的升温还原4.3.1升温还原的基本要求4.3.1.1合成催化剂还原采用低氢还原工艺，对还原气质量要求如下：0 2< 0.1×10-2 S< 0.1×10-6 Cl< 0.01×10-6 NH3< 10×10-6不含重金属等有害杂质，不饱和烃和油雾极微量。

4.3.1.2还原条件为：1）压力0.6～1.0MPa（表压）2）温度最高230℃。

3）空速600～2000h-1。

4）还原气为含1×10-2 H2与N2的混合气.5）整个升温还原过程耗时约51小时。

4.3.1.3将合成塔床层进口温度作为还原控制温度。

合成塔床层热点温度作为重要的监视温度。

4.3.1.4还原过程中，要求入塔和出塔气体分析频率为0.5小时／次，氮气和H2气按需要定时取样分析。

每小时排水一次并计量。

操作数据每半小时记录一次。

4.3.2升温还原过程4.3.2.1当合成塔出口温度在170℃稳定后，小心缓慢地向合成回路间断导入H2（或CO+H2）, 合成塔入口气中H2（或CO+H2）含量为0.2～0.5%(v%)，并立即取样分析。

仔细观测床层温度，如温度突然升高，应切断还原气。

4.3.2.2按升温程序表继续升温，并将入塔H2（或CO+H2）浓度逐渐提至0.5～1％，直至出塔氢浓度小于0.3％时，表明催化剂已进入主还原期。

此时，控制床层温度在180℃左右，维持此条件继续还原。

4.3.2.3床层温度180～190℃左右时，催化剂还原速度开始平缓，此时可将H2浓度逐渐提至1.5～2%。

4.3.2.4进入主还原期后，系统中CO2累积较快，应控制CO2含量< 5%(以出塔气为准)，CO2的含量可通过放空和补氮来控制。

4.3.2.5按升温程序表继续升温至230℃，然后将H2（或CO+H2）浓度分别升至5%、10%和15% ，并在相应的浓度下分别还原1～2小时左右。

4.3.2.6当合成塔进出口氢浓度基本相等（CO+H2≤0.1％）、排出的还原水与计算的还原出水相近，且几乎不再生成水，整个床层各点温度基本相等，可以认为还原达到终点，还原过程结束。

4.3.2.7停止加入H2（或CO+H2）气，并用盲板盲死补H2（或CO+H2）气和补氮管线，将催化剂床层温度降至210℃等待投料。

5 催化剂还原操作注意事项及事故的防止和处理5.1还原过程中，通过控制合成塔入口温度和H2（或CO+H2）来控制床层温度，使其不超过230℃。

5.2还原过程的关键是控制还原反应的速度，而反应速度主要与氢浓度和反应温度有关。

因此，要求氢浓度分析必须准确、升温必须平稳，并严格控制补氢速度和催化剂的出水率，使整个还原过程平稳进行。

5.3还原过程中应遵循“提氢不提温、提温不提氢”的原则。

5.4在催化剂还原过程中，若循环压缩机因故停车，必须马上切断还原气，关小开工加热炉的输出，必要时开启放空阀，用氮气置换系统。

5.5还原过程中必须严密监视床层温度的变化，若床层温度急剧上升，必须立即切断还原气和关闭开工加热炉，必要时可采取系统放空降压、用氮气置换整个系统等措施。

5.6控制循环气中CO2含量＜10%，水汽浓度≤5000PPm，如CO2含量＞10%，应开大补N2阀，通过33PV014排出过多的CO2。

5.7升温还原控制原则三低：低温出水、低氢还原、还原后有一个低负荷生产期。

三稳：提温稳、补氢稳、出水稳。

三不准：提温提氢不准同时进行；水分不准带入合成塔；不准长时间高温出水。

三控制：控制补H2速度；控制CO2浓度；控制出水速度。

5.9时刻监视床层热点温度，若有突升趋势或压缩机故障、断电等情况发生，应立即采取措施切断H2或（H2+CO）；断33TV-020加热蒸汽；加大汽包排污，补入中压锅炉给水；补氮气；系统卸压等措施，保持合成塔温度稳定。

6 合成系统开停车6.1初次还原后的开车合成塔触媒升温还原结束后，若净化的工艺气合格并具备连续供应条件，可直接导气。

具体步骤如下：6.1.1还原结束后，将反应器床层温度降至210～220℃，等待整个床层温度在210～220℃稳定后，通过压缩机引入合成气，打开压缩机进口支管PG-31001-4〞-F01A上DN50的阀门，向压缩机循环段引入新鲜合成气，调节合成系统压力阀33PV014对合成系统的惰性气体进行放空；控制每小时升压速率为0.05MPa/min。

同时注意观察床层温度变化，及时调节汽包压力，稳定床层温度。

6.1.2当系统压力达到0.5MPa，稳定床层温度半个小时后，打开压缩机进口支管PG-31001-4〞-F01A上DN100的阀门，对合成系统继续升压，注意用33TV020调节开工蒸汽量，控制汽包的锅炉给水量，通过33PV022来控制汽包压力等手段来保持床层温度稳定。

6.1.3当系统压力达到0.8MPa时，稳定床层温度半小时后，缓慢打开压缩机进口切断阀31HV120至全开，根据床层温度变化，及时调整汽包压力，调节合成系统压力。

当床层反应热能维持在220-230℃时，停止开工蒸汽的加入，关闭33TV020阀。

6.1.4当31HV120全开后，及时关闭压缩机进口放空阀31PV004。

调节合成气压缩机的一、二级防喘振阀31FV120和31FV123来调节合成系统的循环气量。

从而控制合成系统的空速在7000～20000Nm3/m3·h之间。

6.1.5当系统压力达到4.0MPa时，升压速率可适当快一些，为每小时1MPa 左右，之后为0.5MPa左右。

在低压阶段升压速率快些，既减少了催化剂在低空速下运行时间，又不会因升压速率较快使床层温度升高而导致催化剂中铜晶粒烧结。