[发明专利]甲醇铜催化剂钝化方法

说明书

技术领域：本发明属于催化技术领域，具体涉及一种甲醇铜催化剂的钝化方法。

背景技术：催化剂的钝化是指在将催化剂卸出催化剂炉之前，利用氧化物质进行缓慢的催化剂氧化，在其外表形成氧化覆盖膜，该氧化膜可阻隔氧气与金属原子铜进一步反应，从而防止在卸出铜催化剂时造成催化剂筐的损坏，达到保护塔内件的目的。

目前许多甲醇装置都是以天然气为原料，通过两段转化、低压合成、三塔精馏工艺生产精甲醇。许多装置都是日本东洋公司的工艺包及MRF-Z甲醇合成塔，催化剂使用的是51-8型催化剂。MRF-Z甲醇合成塔中装填的51-8型催化剂(主要化学组成CuO-ZnO-AI₂O₃)，它们在使用时已将催化剂组分中的CuO还原成Cu离子或金属铜，并和组分中的ZnO溶固在一起，具有活性。该原子态铜在卸出催化剂筐时，如果与空气中的氧充分接触，氧可在短时间内迅速渗透到催化剂的内表面，并产生大量的反应热，以致产生局部温升过高或温差猛增，由于膨胀应力可能造成合成塔内件某些零部件的变形、拉裂、催化剂烧结，从而使内件损坏。因此，选择适合的钝化方法是很重要。

目前一般的钝化方法有循环气加氧气钝化，该法时间长、钝化工序繁杂，费用高，不易控制，易超温.易烧结；另外还有合成塔外灌水钝化和催化剂外淋水钝化方法，都各有利弊。

发明内容：本发明的目的是针对上述大型甲醇装置的铜系催化剂而提出的一种新的钝化方法。

本发明是这样来实现的：在甲醇催化剂卸出初期和主期采用塔外淋水，末期采用合成塔灌水钝化方法，二者结合更能达到本发明的目的。

一般地合成塔催化剂灌水钝化方法原理：单质铜和水中溶解的微量氧气反应生成氧化铜，大气中的氧气不断溶解于水中最终完全氧化铜催化剂。合成塔催化剂塔外淋水钝化方法原理：单质铜和空气的氧气反应在铜表面生成一层氧化膜，同时用水淋降温。

本发明方法钝化时间短、方法简单、操作方便，费用低，废催化剂方便处理，尤其适合于大型甲醇装置的铜系催化剂的钝化。

具体实施方式：下面结合实施例对本发明加以详细描述。

实施例：本实施例以40万吨/年甲醇装置为例子。

在甲醇催化剂卸出初期和主期采用塔外淋水，末期采用合成塔灌水钝化方法。合成塔灌水钝化方法主要步骤如下：(1)用甲醇合成塔冷副线维持合成塔进口温度在230℃以上，继续甲醇合成反应，直至分析循环回路(CO+CO₂)＜0.5％，然后开放空阀卸合成气压力，压力低于氮气总管压力时在压缩机和合成塔进口管进行补氮气，置换合成回路中的氢气，直至分析合成循环回路中的氢气含量低于0.5％；(2)控制合成汽包压力、逐渐开大合成塔进口冷副线，合成触媒循环降温，合成催化剂降温按40℃/h进行，降温的同时卸合成气压力，当合成系统压力降到≤0.6MPa，同时在压缩机和合成塔进口管进行补氮气，置换合成回路中的氢气，直至分析合成循环回路中的氮气含量≥99.5％。当合成塔催化剂床层温度低于50℃时停锅炉水循环泵；(3)当合成催化剂床层各点≤50℃时全开循环段返回阀按规程停压缩机，开放空卸压至微正压，倒合成塔工艺气进出口盲板；(4)催化剂灌水：a.钳工拆开合成塔顶部人孔，戴上长管面具进人塔内，拆开塔内人孔，在整个过程中始终用氮气保存塔内微正压；b，用软管从人孔处向塔内浇水，直至塔充满水，当床层各点温度均小于35℃后停止灌水，满水8h后开底部导淋排尽炉内水(排水经污水沟送至污水池处理，合格后排放)。整个过程压缩机只运行5h。

合成塔催化剂采用塔外淋水钝化方法主要步骤如下：(1)用甲醇合成塔冷副线维持合成塔进口温度在230℃以上，继续甲醇合成反应，直至分析循环回路(CO+CO₂)《0.5％，然后开放空阀卸放合成气压力，压力低于氮气总管压力在压缩机和合成塔进口管进行补氮气，置换合成回路中的氢气，直至分析合成循环回路中的氢气含量低于0.5％。当合成塔催化剂床层温度低于50℃时，停锅炉水循环泵；(2)控制合成汽包压力、逐渐开大合成塔进口冷副线’，合成触媒循环降温，合成催化剂降温按40咒几进行，降温的同时卸合成气压力，当合成系统压力降到≤0.6MP9，同时在压缩机和合成塔进口管进行补氮气，置换合成回路中的氢气，直至分析合成循环回路中的氮气含量≥99.5％；(3)当合成催化剂床层各点≤50℃时，全开循环段返回阀按规程停压缩机，开放空卸压至微正压，从合成塔进口冲氮气保证合成塔微正压，拆合成塔工艺气出口弯管；(4)用专用工具从合成塔底部卸出催化剂同时用水淋湿，在装桶和运输过程可酌情浇水；(5)在整个催化剂卸出过程中始终用氮气保持合成塔内微正压；(6)冲洗水引入污水池处理，合格后排放。