摘(zhai)要(yao)：河南金梅天慶(qing)煤化(hua)(hua)工(gong)有限責(ze)任公(gong)司“30·52·5”項目甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)裝置(zhi)采(cai)用英國戴維(wei)（Davy）公(gong)司的甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)工(gong)藝(yi)，主甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)反應(ying)器內壁(bi)采(cai)用耐高(gao)溫(wen)(wen)澆注(zhu)料砌筑(zhu)(zhu)(zhu)，試生產6個(ge)月時，主甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)反應(ying)器塔(ta)壁(bi)出(chu)現(xian)嚴重超溫(wen)(wen)現(xian)象，系(xi)統被迫緊急停車處理(li)，檢(jian)查發(fa)現(xian)主甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)反應(ying)器耐高(gao)溫(wen)(wen)澆注(zhu)料隔熱層(ceng)(ceng)存在(zai)澆筑(zhu)(zhu)(zhu)質量缺陷，需對其予以修(xiu)復或(huo)重新(xin)澆筑(zhu)(zhu)(zhu)。考(kao)慮修(xiu)復效(xiao)果可(ke)能不佳及重新(xin)澆筑(zhu)(zhu)(zhu)施工(gong)周期長、甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)（并(bing)無鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)縣(xian)里）可(ke)能報廢及其供貨周期長（催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)更換成本高(gao)），晉煤天慶(qing)參(can)考(kao)相(xiang)關資(zi)料并(bing)結合系(xi)統生產實際，經分析(xi)與論證(zheng)，決定將甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)先鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)、卸(xie)出(chu)、充(chong)氮氣密閉存放，待耐高(gao)溫(wen)(wen)澆注(zhu)料隔熱層(ceng)(ceng)重新(xin)澆筑(zhu)(zhu)(zhu)完(wan)畢(bi)后在(zai)回裝投用，簡要(yao)介(jie)紹(shao)甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)裝置(zhi)流程及甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)裝填情況(kuang)(kuang)，詳細介(jie)紹(shao)甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)流程、鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)步驟及其關鍵控(kong)制(zhi)點。甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)后再次回裝投用的情況(kuang)(kuang)表明，其活性依然滿足工(gong)況(kuang)(kuang)需要(yao)，鈍(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)處理(li)是(shi)成功(gong)的，帶(dai)來的經濟效(xiao)益是(shi)客(ke)觀的，可(ke)為業內類似問題的處理(li)提供一(yi)些參(can)考(kao)和借鑒。

關鍵詞(ci)：甲(jia)烷(wan)化(hua)(hua)裝(zhuang)置(zhi)；主甲(jia)烷(wan)化(hua)(hua)反(fan)應器；耐高溫澆筑(zhu)料隔熱層缺陷；重新澆筑(zhu)；甲(jia)烷(wan)化(hua)(hua)催化(hua)(hua)劑(ji)；鈍化(hua)(hua)；活性評價

0引言

     河南晉煤天慶煤化工有限責任公司(簡稱晉煤天慶)“30·52·5”項目(300kt/a合成氨、520 kt/a尿素、5 x10⁸ m³/a燃氣)于2015年1月18日投產。2016年8月27日，晉煤天慶5x10⁸ m³/a燃氣(煤制天然氣)優化技改項目試生產，2017年6月達產達標。本套煤制天然氣(SNG)及液化裝置是晉煤天慶與英國戴維(Davy)公司及杭州中泰深冷技術股份有限公司技術合作的嶄新成果，為我國東部地區第一套煤制天然氣裝置，其竣工投產不僅優化了晉煤天慶的產品結構、提升了企業的經營效益，而且對于華中地區天然氣供應便利化、促進煤炭利用多樣化方面也有著重要的意義。

     晉煤天慶甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)裝(zhuang)置采用英國戴維公司的甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)工(gong)藝，主甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)反應(ying)器(R61802與(yu)R61803)內(nei)壁采用耐高(gao)溫澆注料砌筑，在試生產過(guo)程中，主甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)反應(ying)器塔壁出(chu)(chu)現嚴重超溫現象，系統被(bei)迫(po)緊(jin)急停車處(chu)理，發現其耐高(gao)溫澆注料隔熱層存在澆筑質量缺(que)陷，需對主甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)反應(ying)器內(nei)壁澆注料予(yu)以修(xiu)復或重新澆筑。經分析與(yu)論證，決定先將主甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)反應(ying)器內(nei)的甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)鈍(dun)化(hua)、卸(xie)出(chu)(chu)，待耐高(gao)溫澆注料隔熱層重新澆筑完畢后，再回(hui)裝(zhuang)甲(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)并投(tou)用。現將有(you)關情況(kuang)介紹如下。

1甲烷化裝置流程及甲烷化催化劑裝填簡況

1.1 脫硫系統

     甲烷化裝置脫硫系統流程簡圖見圖1。原料氣先進入原料氣預熱器I (E61801) 與第一補充甲烷化反應器(R61804) 出口被冷卻后的SNG產品氣換熱，再經增濕器噴加少量鍋爐給水(熱水)后進原料氣氣液分離器(S61801)，分離掉未被汽化的液態水后原料氣進脫硫槽(R61801)中脫硫(以保護甲烷化催化劑)，保證R61801出口氣中總硫含量<4 x10^-9。

1.2主甲烷化系統

&nbsp;    甲(jia)烷(wan)化裝置主甲(jia)烷(wan)化系統(tong)流程簡(jian)圖(tu)(tu)見圖(tu)(tu)2。脫硫(liu)后的原料(liao)氣在(zai)原料(liao)氣預熱器(qi)II ( E61802)中被加(jia)熱后分(fen)為兩股，一股進(jin)入(ru)第一甲(jia)烷(wan)化反(fan)應(ying)器(qi)(R61802) 絕熱反(fan)應(ying)催化床層進(jin)行甲(jia)烷(wan)化反(fan)應(ying)，R61802出口工(gong)藝(yi)(yi)氣進(jin)第一廢鍋( E61803)中生(sheng)產飽(bao)和中壓蒸汽，離(li)開E61803的工(gong)藝(yi)(yi)氣與另一股新鮮原料(liao)氣混合后進(jin)入(ru)第二甲(jia)烷(wan)化反(fan)應(ying)器(qi)(R61803)中進(jin)行甲(jia)烷(wan)化反(fan)應(ying)；利(li)用R61803出口工(gong)藝(yi)(yi)氣的反(fan)應(ying)熱在(zai)第二廢鍋效益，而且(qie)對于華中地(di)區(qu)天然氣供應(ying)便利(li)化、促進(jin)煤炭利(li)用多樣化方面也有(you)著重(zhong)要的意(yi)義。

     晉煤天慶甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化裝置采(cai)用(yong)(yong)(yong)英國戴維公司(si)的甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化工藝，主(zhu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化反應(ying)(ying)器(R61802與R61803)內壁(bi)采(cai)用(yong)(yong)(yong)耐高溫(wen)澆(jiao)注料砌(qi)筑(zhu)(zhu)，在試(shi)生(sheng)產過程中，主(zhu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化反應(ying)(ying)器塔壁(bi)出(chu)現嚴重超溫(wen)現象，系統(tong)被(bei)迫緊(jin)急停車處理，發(fa)現其耐高溫(wen)澆(jiao)注料隔熱層(ceng)存在澆(jiao)筑(zhu)(zhu)質(zhi)量缺(que)陷，需對(dui)主(zhu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化反應(ying)(ying)器內壁(bi)澆(jiao)注料予以(yi)修復(fu)或重新澆(jiao)筑(zhu)(zhu)。經分析與論證，決(jue)定先將主(zhu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化反應(ying)(ying)器內的甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化催化劑(ji)鈍化、卸出(chu)，待(dai)耐高溫(wen)澆(jiao)注料隔熱層(ceng)重新澆(jiao)筑(zhu)(zhu)完(wan)畢(bi)后(hou)，再回裝甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)化催化劑(ji)并投用(yong)(yong)(yong)。現將有關情(qing)況(kuang)介紹(shao)如下。

1甲烷化裝置流程及甲烷化催化劑裝填簡況

1.1 脫硫系統

     甲烷化裝置脫硫系統流程簡圖見圖1。原料氣先進入原料氣預熱器I (E61801) 與第一補充甲烷化反應器(R61804) 出口被冷卻后的SNG產品氣換熱，再經增濕器噴加少量鍋爐給水(熱水)后進原料氣氣液分離器(S61801)，分離掉未被汽化的液態水后原料氣進脫硫槽(R61801)中脫硫(以保護甲烷化催化劑)，保證R61801出口氣中總硫含量<4 x10^-9。

1.2主甲烷化系統

     甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)裝置主(zhu)甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)系統流程簡圖(tu)(tu)見圖(tu)(tu)2。脫硫(liu)后(hou)(hou)(hou)的(de)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)氣(qi)(qi)(qi)預(yu)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)II ( E61802)中(zhong)(zhong)被加(jia)熱(re)(re)后(hou)(hou)(hou)分為(wei)兩股(gu)(gu)，一(yi)(yi)股(gu)(gu)進(jin)入(ru)(ru)(ru)第(di)一(yi)(yi)甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(R61802) 絕熱(re)(re)反應(ying)催化(hua)床(chuang)層進(jin)行甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)反應(ying)，R61802出(chu)(chu)口工藝氣(qi)(qi)(qi)進(jin)第(di)一(yi)(yi)廢(fei)(fei)鍋(guo)(guo)( E61803)中(zhong)(zhong)生產飽(bao)和(he)(he)中(zhong)(zhong)壓(ya)蒸汽，離開(kai)E61803的(de)工藝氣(qi)(qi)(qi)與另一(yi)(yi)股(gu)(gu)新鮮原(yuan)料(liao)(liao)(liao)氣(qi)(qi)(qi)混合后(hou)(hou)(hou)進(jin)入(ru)(ru)(ru)第(di)二甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(R61803)中(zhong)(zhong)進(jin)行甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)反應(ying)；利(li)用R61803出(chu)(chu)口工藝氣(qi)(qi)(qi)的(de)反應(ying)熱(re)(re)在(zai)第(di)二廢(fei)(fei)鍋(guo)(guo)(E61804) 中(zhong)(zhong)副產飽(bao)和(he)(he)中(zhong)(zhong)壓(ya)蒸汽，并在(zai)蒸汽過(guo)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)( E61805)中(zhong)(zhong)將飽(bao)和(he)(he)中(zhong)(zhong)壓(ya)蒸汽加(jia)熱(re)(re)為(wei)過(guo)熱(re)(re)蒸汽送出(chu)(chu)界區，出(chu)(chu)E61805的(de)工藝氣(qi)(qi)(qi)則進(jin)入(ru)(ru)(ru)循環(huan)(huan)氣(qi)(qi)(qi)預(yu)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)(E61806)中(zhong)(zhong)預(yu)熱(re)(re)循環(huan)(huan)氣(qi)(qi)(qi)，循環(huan)(huan)氣(qi)(qi)(qi)經預(yu)熱(re)(re)后(hou)(hou)(hou)返回R61802入(ru)(ru)(ru)口，以調整R61802出(chu)(chu)口氣(qi)(qi)(qi)溫度等；出(chu)(chu)E61806的(de)工藝氣(qi)(qi)(qi)再次分為(wei)兩股(gu)(gu)，一(yi)(yi)股(gu)(gu)經鍋(guo)(guo)爐給水預(yu)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)(E61807) 和(he)(he)第(di)一(yi)(yi)脫鹽水預(yu)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)(E61808)降溫后(hou)(hou)(hou)進(jin)入(ru)(ru)(ru)氣(qi)(qi)(qi)液分離器(qi)(qi)(qi)(qi)(S61802) 分離掉凝液后(hou)(hou)(hou)送循環(huan)(huan)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)縮機(C61801) 加(jia)壓(ya)，另一(yi)(yi)股(gu)(gu)直接進(jin)入(ru)(ru)(ru)第(di)一(yi)(yi)補充甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)反應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(R61804)繼續(xu)進(jin)行甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)反應(ying)。

1.3補充甲烷化系統

     甲烷(wan)化(hua)裝置補充(chong)甲烷(wan)化(hua)系統流程簡(jian)圖(tu)(tu)見圖(tu)(tu)3。主甲烷(wan)化(hua)系統出(chu)E61806的(de)一股(gu)工藝氣(qi)進(jin)(jin)入(ru)(ru)第(di)一補充(chong)甲烷(wan)化(hua)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(R61804) 繼續進(jin)(jin)行甲烷(wan)化(hua)反(fan)應(ying)，其(qi)出(chu)口氣(qi)經(jing)原(yuan)料氣(qi)預(yu)(yu)熱(re)器(qi)(qi)(qi)(E61802和E61801)預(yu)(yu)熱(re)新鮮原(yuan)料氣(qi)后(hou)進(jin)(jin)入(ru)(ru)第(di)二脫鹽水換熱(re)器(qi)(qi)(qi)(E61809)， 出(chu)E61809 的(de)工藝氣(qi)在氣(qi)液(ye)(ye)(ye)分(fen)離器(qi)(qi)(qi)(S61803) 中(zhong)分(fen)離掉凝液(ye)(ye)(ye)后(hou)，依次進(jin)(jin)入(ru)(ru)空(kong)氣(qi)冷卻器(qi)(qi)(qi)( E61810)冷卻和氣(qi)液(ye)(ye)(ye)分(fen)離器(qi)(qi)(qi)(S61804)，分(fen)離凝液(ye)(ye)(ye)，之(zhi)后(hou)入(ru)(ru)終極(ji)甲烷(wan)化(hua)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)進(jin)(jin)行終極(ji)甲烷(wan)化(hua)反(fan)應(ying)，得(de)到的(de)產品氣(qi)（SNG）中(zhong)甲烷(wan)含量(liang)＞95.5%，送入(ru)(ru)液(ye)(ye)(ye)化(hua)裝置進(jin)(jin)行深度凈(jing)化(hua)處理(li)。

1.4 甲烷化催化劑及其裝填簡況

     甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)裝置的(de)甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)由莊信萬豐(feng)公(gong)司(簡稱JM公(gong)司，戴維公(gong)司母公(gong)司)提供(生(sheng)產(chan))，共2種(zhong)(zhong)，即(ji)CRG -S2SR和CRG-S2CR型(xing)高(gao)(gao)鎳(nie)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。2種(zhong)(zhong)甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)分別裝在(zai)4臺甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應器中(zhong)；其中(zhong)，主甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應器(R61802和R61803)上層裝填CRG-S2SR型(xing)高(gao)(gao)鎳(nie)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、下(xia)層裝填CRG-S2CR型(xing)高(gao)(gao)鎳(nie)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，補充甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應器(R61804和R61805)只(zhi)裝填CRG-S2SR型(xing)高(gao)(gao)鎳(nie)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。同時，各甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應器上、下(xia)部均裝填了(le)不(bu)同規格(ge)的(de)高(gao)(gao)鋁瓷球。2種(zhong)(zhong)甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)主要技(ji)術指標及各甲(jia)(jia)烷化(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應器催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)裝填情況見表1。

2主甲烷化反應器耐高溫澆注料隔熱層缺陷問題

     主(zhu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)反應器( R61802、R61803)試生產6個月時(2016年(nian)(nian)12月23日)，在其上人孔以下(xia)1 200mm催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)環向裝填位置出(chu)現10多處(chu)超(chao)(chao)(chao)溫(wen)點，且超(chao)(chao)(chao)溫(wen)面積(ji)逐漸(jian)擴(kuo)大，R61802、R61803的(de)(de)最高壁(bi)溫(wen)分別(bie)升至295℃、300℃(指標要求(qiu)在150 ℃以下(xia))，系(xi)統被迫緊(jin)急停車處(chu)理(li)。停車后邀(yao)請專家分析，一致認為(wei)：主(zhu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)反應器耐高溫(wen)澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)在現場(chang)澆(jiao)(jiao)(jiao)筑(zhu)(zhu)施工(gong)過(guo)程中(zhong)(zhong)質量把(ba)關(guan)(guan)不(bu)嚴，澆(jiao)(jiao)(jiao)筑(zhu)(zhu)的(de)(de)隔(ge)熱層存在缺陷(xian)，其隔(ge)熱效果(guo)達(da)不(bu)到要求(qiu)，必須(xu)卸出(chu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)進(jin)行(xing)檢查，視情(qing)況進(jin)行(xing)局部修復處(chu)理(li)或拆(chai)除舊材料(liao)后重(zhong)新(xin)(xin)澆(jiao)(jiao)(jiao)筑(zhu)(zhu)。但(dan)修復處(chu)理(li)后其使用(yong)效果(guo)不(bu)佳，運行(xing)周期(qi)短(duan)且同樣存在超(chao)(chao)(chao)溫(wen)的(de)(de)隱患;如(ru)果(guo)重(zhong)新(xin)(xin)澆(jiao)(jiao)(jiao)筑(zhu)(zhu)施工(gong)，舊料(liao)拆(chai)除、備料(liao)、施工(gong)周期(qi)將長達(da)55~65 d；更(geng)為(wei)重(zhong)要的(de)(de)是，具(ju)有活(huo)性的(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)卸出(chu)過(guo)程中(zhong)(zhong)與空(kong)氣接觸(chu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)就(jiu)預示著報(bao)廢，系(xi)統使用(yong)的(de)(de)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)為(wei)英國戴(dai)維(wei)公(gong)司進(jin)口催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)，不(bu)僅價格昂(ang)貴(gui)且生產周期(qi)長達(da)半(ban)年(nian)(nian)，短(duan)時間國內市場(chang)根本采購不(bu)到！一時之間晉(jin)(jin)煤(mei)天(tian)慶陷(xian)入兩難(nan)境地(di)。甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)是否可以鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)卸出(chu)后再次使用(yong)？但(dan)沒有相關(guan)(guan)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)技術方案(an)，向戴(dai)維(wei)公(gong)司尋求(qiu)技術支持，戴(dai)維(wei)公(gong)司回復沒有甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)相關(guan)(guan)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)技術方案(an)！最終，晉(jin)(jin)煤(mei)天(tian)慶在參考(kao)相關(guan)(guan)資料(liao)(文獻)的(de)(de)情(qing)況下(xia)，選擇將甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)鈍(dun)化(hua)(hua)(hua)、卸出(chu)、充氮氣密閉(bi)存放并拆(chai)除主(zhu)甲(jia)(jia)(jia)烷(wan)(wan)化(hua)(hua)(hua)反應器舊澆(jiao)(jiao)(jiao)注(zhu)(zhu)料(liao)重(zhong)新(xin)(xin)澆(jiao)(jiao)(jiao)筑(zhu)(zhu)的(de)(de)方案(an)。

3甲烷化催 化劑鈍化流程

     甲烷化催化劑的鈍化過程采用氣體閉路循環(流程示意見圖4)，由循環氣壓縮機提供氣體循環動力，電加熱器作為熱源補充點。將儀表空氣引入循環系統，與氮氣混合后通過循環氣壓縮機送至主甲烷化反應器(R61802 和R61803)，在主甲烷化反應器內與還原態的催化劑發生氧化反應（2Ni+O₂→2NiO，?H_θ=-480kJ/mol）。鈍化過程中放出的熱量是相當大的，因此必須在可控和嚴密監控的條件下進行。

4甲 烷化催化劑鈍化過程

4.1鈍化步驟

   （1）將鈍化流程打通，啟動循環氣壓縮機，通過循環氣壓縮機入口高壓氮氣管線向系統補充氮氣，維持系統壓力在0.35~0.40 MPa，循環氣量控制在8000~12000 m³/h。

   （2）通過控制電加熱器負(fu)荷將R61802、R61803床層溫(wen)度用氮氣加熱至(zhi)759C并保持恒溫(wen)。

   （3）確認R61802、R61803 所有催化劑床層溫度穩定后，將儀表空氣(0.6 MPa)管線上閥門打開，將儀表空氣以較小的流量(1m³/h)引入鈍化系統，在循環氣壓縮機出口分析氧含量<0.1%，此時會伴隨約4 ℃的溫升。整個氧化期間，在循環氣壓縮機出口使用氧分析儀連續監測循環氣的氧含量，每30min對循環氣壓縮機出口循環氣的氧含量進行檢查和記錄。

   （4）在(zai)(zai)最初(chu)加入(ru)空(kong)氣(qi)后，監測(ce)R61802、R61803催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)溫(wen)(wen)(wen)度(du)，溫(wen)(wen)(wen)度(du).上(shang)升(sheng)是表層(ceng)(ceng)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)放熱的(de)標志;當(dang)R61802、R61803 催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)溫(wen)(wen)(wen)度(du)穩定后，繼續增大空(kong)氣(qi)流量(liang)，維(wei)(wei)持(chi)循環氣(qi)氧(yang)含量(liang)<0.1%，確保催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)溫(wen)(wen)(wen)度(du)在(zai)(zai)每(mei)次(ci)調整(zheng)期間穩定且溫(wen)(wen)(wen)升(sheng)不超過10℃，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)最高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)控制在(zai)(zai)95℃以內(nei)。在(zai)(zai)通入(ru)空(kong)氣(qi)鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)過程中，必須維(wei)(wei)持(chi)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)穩定，當(dang)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)最高(gao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)移至床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)底部時，則預(yu)示著催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑表面已基(ji)本氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)；當(dang)所有催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑床(chuang)(chuang)層(ceng)(ceng)溫(wen)(wen)(wen)度(du)穩定在(zai)(zai)入(ru)口(kou)溫(wen)(wen)(wen)度(du)水平(約75 ℃)時，可適當(dang)將系統(tong)氧(yang)濃(nong)度(du)增至8%~10% (小幅多次(ci)調節，每(mei)次(ci)提(ti)升(sheng)0.1%)。整(zheng)個(ge)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)期間，應(ying)對(dui)主甲烷(wan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)器(qi)入(ru)口(kou)和出口(kou)的(de)氧(yang)濃(nong)度(du)進(jin)行監測(ce)，并計(ji)算鈍化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程的(de)耗氧(yang)量(liang)。

   （5）鈍化(hua)(hua)的最后(hou)階段，系統氧濃度應在8%~10%，此時催化(hua)(hua)劑床層中觀察不到(dao)放熱現象，并(bing)且氧氣消耗量接(jie)近于零，此狀況需維持(chi)2h才能(neng)視作鈍化(hua)(hua)結(jie)束。

  &nbsp;（6）鈍化完成后(hou)，將系統(tong)用氮氣置(zhi)換合(he)格, 并將催(cui)化劑冷卻至(zhi)常溫(wen)。

4.2整 個鈍化過程的關鍵控制點

     本(ben)次鈍(dun)化(hua)(hua)參(can)考類似催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)鈍(dun)化(hua)(hua)經驗(yan)，并結合生產實(shi)際制(zhi)定了(le)符合晉(jin)煤天慶甲烷化(hua)(hua)催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)實(shi)施方(fang)案，整(zheng)個(ge)鈍(dun)化(hua)(hua)過程中主要關注以下兩個(ge)關鍵控制(zhi)點(dian)。

    （1）催(cui)化(hua)(hua)劑床層(ceng)溫度(du)(du)。鈍(dun)化(hua)(hua)過程中，需精確(que)控(kong)制(zhi)主甲烷化(hua)(hua)反應器(qi)入口溫度(du)(du)，要(yao)有穩(wen)定溫度(du)(du)的必要(yao)時間和很好地控(kong)制(zhi)反應器(qi)入口溫度(du)(du)。若床層(ceng)溫度(du)(du)超過100℃、鈍(dun)化(hua)(hua)過程中循環氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮機跳(tiao)車(che)，應立即中斷空(kong)氣(qi)(qi)加入，并通過增(zeng)設的臨時切斷閥泄壓(ya)(ya)，必要(yao)時加大循環氣(qi)(qi)壓(ya)(ya)縮機入口高(gao)壓(ya)(ya)氮氣(qi)(qi)補入量，降低系(xi)統(tong)氧(yang)含量，直至(zhi)床層(ceng)溫度(du)(du)不(bu)再上漲。

   （2）系統(tong)氧(yang)(yang)含量。系統(tong)氧(yang)(yang)含量是(shi)催化劑(ji)鈍化的關鍵控制指標，鈍化過程中氧(yang)(yang)氣(qi)參(can)與的氧(yang)(yang)化反應屬于高放熱反應，理論上1%的氧(yang)(yang)氣(qi)會(hui)使床層絕熱溫升159℃，因此必(bi)須按照(zhao)規(gui)定的百(bai)分比向系統(tong)送入空氣(qi)，以(yi)保(bao)證安全鈍化。.

4.3鈍化過程的實際操作情況

     鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)中，R61802、R61803 串聯操作，整(zheng)個鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)持續約27h后(hou)安全結束，卸出的(de)催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)放入(ru)(ru)密閉容器充(chong)氮氣(qi)保存。本次鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)R61802、R61803 催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)床(chuang)層(ceng)溫度(du)變化(hua)(hua)(hua)(hua)見圖5。具體而言，R61802 催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)充(chong)入(ru)(ru)氧(yang)含(han)量1%的(de)空氣(qi)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)中，其床(chuang)層(ceng)溫度(du)T1-618012 (A~Q 點(dian)；自上而下共(gong)17個檢測點(dian)，下同)在81.68~ 84.64 9℃之(zhi)間、T1-618013 (A~Q點(dian))在81.90~ 85.28℃之(zhi)間、TI-618014 (A ~Q點(dian))在81.76~84.92 ℃之(zhi)間: R61803 催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)充(chong)入(ru)(ru)氧(yang)含(han)量1%的(de)空氣(qi)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)中，其床(chuang)層(ceng)溫度(du)TI-618020 (A ~Q點(dian))在80.64 ~86.80 ℃之(zhi)間、T1618021 (A~Q 點(dian))在81.28~87.52 ℃之(zhi)間、TI-618022 (A~Q 點(dian))在81.16~87.44 ℃之(zhi)間。整(zheng)個鈍(dun)(dun)(dun)(dun)化(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)中，R61802、R61803 催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)床(chuang)層(ceng)同平面(mian)溫差(cha)均控(kong)制在指標范圍(wei)內。

5 催化劑的活性評價

5.1催化劑 的外觀

     甲烷化(hua)催化(hua)劑鈍化(hua)后(hou)卸出，取(qu)樣(yang)檢測其(qi)強(qiang)度(錘擊(ji)實驗)無下降，無粉化(hua)、結塊現象(xiang)，外觀良好。

5.2 催化劑的升溫還原

     晉煤天慶重新考察耐火材料、招標施工隊伍、備料、拆除舊爐材料、筑爐、烘爐等，經過55d的緊張施工，2臺主甲烷化反應器內壁耐高溫澆注料終于通過第三方質量驗收。隨后甲烷化催化劑回裝，于2017年6月2日甲烷化裝置按照正常開車程序引入原料氣40000 m³/h，以最低負荷對催化劑進行升溫還原口，催化劑床層溫度上漲迅速，約15 min漲至指標上限(575 ±10) ℃，催化劑性能恢復迅速；為防止催化劑床層超溫，逐漸試著加負荷，產品氣中CH₄含量穩定，最終達標(CH₄含量≥95. 5%)；穩定運行約12h后，系統恢復至停車前的負荷，各項運行數據穩定，表明CRG-S2SR/CRG-S2CR型高鎳催化劑鈍化后是可以再次使用的。

5.3催化劑床 層溫度

     R61802催化(hua)劑(ji)鈍化(hua)前，生(sheng)產中其(qi)床(chuang)層(ceng)溫(wen)度T1618012 (A~Q點(dian)(dian))在(zai)304.12 ~584.56 ℃之(zhi)(zhi)間、TI-618013 (A~Q 點(dian)(dian))在(zai)306.84~585.12 ℃之(zhi)(zhi)間、TI-618014 (A~Q點(dian)(dian))在(zai)301.20~584.60 ℃之(zhi)(zhi)間；R61802催化(hua)劑(ji)鈍化(hua)后(hou)，生(sheng)產中其(qi)床(chuang)層(ceng)溫(wen)度TI-618012 (A~Q點(dian)(dian))在(zai)300.48 ~569.72 ℃之(zhi)(zhi)間、TI-618013 (A~Q 點(dian)(dian))在(zai)300.40 ~571.24 ℃之(zhi)(zhi)間、TI-618014 (A~ Q點(dian)(dian))在(zai)300.40~ 569.40 ℃之(zhi)(zhi)間。

     R61803催化劑鈍化前，生產中其床(chuang)層溫度TI-618020 (A ~Q點)在(zai)327.24 ~ 585.24 ℃之(zhi)(zhi)間(jian)、TI-618021 (A ~Q點)在(zai)326. 88 ~585.64℃之(zhi)(zhi)間(jian)、T1618022 (A~Q點)在(zai)329.60 ~585.28℃之(zhi)(zhi)間(jian); R61803 催化劑鈍化后(hou)，生產中其床(chuang)層溫度TI-618020 (A ~Q點)在(zai)321.56 ~584.48 ℃之(zhi)(zhi)間(jian)、TI-618021 (A~Q點)在(zai)321.84 ~594.36 ℃之(zhi)(zhi)間(jian)、TI-618022 (A~Q點)在(zai)321.68 ~584.08 ℃之(zhi)(zhi)間(jian)。

     對比分析發(fa)現，R61802、 R61803 催化劑床(chuang)層熱點(dian)下(xia)移(yi)，分別從“E” 點(dian)降至(zhi)了“G” 點(dian)、從“E”點(dian)降至(zhi)了“H”點(dian)，即催化劑經過停車降溫、鈍化卸出保(bao)存、回(hui)裝、升溫還原(開車)等(deng)一系列(lie)“折騰”后，R61802、R61803催化劑床(chuang)層熱點(dian)分別下(xia)移(yi)了2個(ge)點(dian)和(he)3個(ge)點(dian)，但總體而言其活性受(shou)到的(de)影響較小，系統(tong)加滿負荷運行其效能會更好一點(dian)。

5.4 原料氣消耗及SNG產量

     甲烷化(hua)催(cui)化(hua)劑鈍化(hua)卸出、回裝投(tou)用后(hou)，甲烷化(hua)裝置原料氣消耗及SNG產量的對比(bi)見表2。可以看出，甲烷化(hua)催(cui)化(hua)劑鈍化(hua)后(hou)再次投(tou)用，其活性依然(ran)滿足工(gong)況所需，消耗指標(biao)依然(ran)維持在正常范圍內，其催(cui)化(hua)活性仍(reng)較為理(li)想。

     系(xi)統繼續運行1 a后(hou)，2018 年(nian)7月停車大(da)修(xiu)期間(jian)對R61802催(cui)化(hua)劑(ji)進行了(le)更(geng)換(huan)(出于成本方面的考慮，只更(geng)換(huan)了(le)1臺(tai)主甲烷化(hua)反應(ying)器內(nei)的催(cui)化(hua)劑(ji))；而R61803 催(cui)化(hua)劑(ji)使用至今活性良(liang)好(hao)，計劃在2020年(nian)4月份系(xi)統大(da)修(xiu)時予以更(geng)換(huan)。

5.5 催化劑活性評價與鈍化總結

     總體(ti)而言，本次(ci)甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)鈍化(hua)(hua)(hua)后再次(ci)投用，其催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)活性(xing)仍(reng)較為理(li)想，不僅大大降(jiang)低l催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)采購(gou)成(cheng)本，而且避免(mian)了因新(xin)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)遲遲不能到貨而造成(cheng)的(de)系統停產損失，甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)鈍化(hua)(hua)(hua)處理(li)是(shi)成(cheng)功的(de)。值得一-提的(de)是(shi)， 本次(ci)甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)卸出時(shi)，由于現場(chang)沒有很好的(de)無氧篩(shai)分條件，造成(cheng)CRG-S2SR、CRG-S2CR催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)表面的(de)粉(fen)塵沒有徹底篩(shai)除(chu)，且2種型(xing)號的(de)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)沒有很好地分層(ceng)(ceng)裝(zhuang)填，回裝(zhuang)時(shi)部分混裝(zhuang)，導致再次(ci)使用時(shi)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)床層(ceng)(ceng)局部溫(wen)度(du)偏(pian)高，同平(ping)面溫(wen)差(cha)有所增大(增大2~3℃)，塔(ta)壓差(cha)增加約(yue)0.02MPa,這些問題(ti)在一定程度(du)上影響(xiang)著甲(jia)(jia)烷(wan)化(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)活性(xing)的(de)發揮。

6結束語

     我國煤制天然氣(SNG) 工(gong)藝均采(cai)(cai)用(yong)國外的托普索(suo)工(gong)藝、戴維工(gong)藝等，主甲烷化反應器內壁(bi)均采(cai)(cai)用(yong)耐高溫(wen)(wen)澆(jiao)(jiao)注(zhu)料現場澆(jiao)(jiao)筑，施(shi)工(gong)質(zhi)量要求(qiu)高，出現瑕疵在(zai)所難(nan)免(mian)，而一旦耐高溫(wen)(wen)澆(jiao)(jiao)注(zhu)料隔(ge)熱層存(cun)在(zai)質(zhi)量缺陷，極易(yi)導致反應器塔壁(bi)出現局部高溫(wen)(wen)或大面積超溫(wen)(wen)，將導致系統(tong)不(bu)能正常運行，須進行修復(修復效果不(bu)佳，不(bu)能長周期使用(yong))或重(zhong)新進行澆(jiao)(jiao)筑，故一定要從(cong)各(ge)個環節嚴把澆(jiao)(jiao)筑質(zhi)量關(guan)。

     國內戴維(wei)甲烷化(hua)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)沒(mei)有鈍(dun)化(hua)的(de)(de)先例，本(ben)次CRG-S2SR、CRG-S2CR催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)成(cheng)功(gong)鈍(dun)化(hua)，可以在較小影響催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)活性的(de)(de)情(qing)況下，將催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)安全卸出保(bao)存(cun)(充氮氣密閉保(bao)存(cun))而無需更(geng)換，再(zai)對甲烷化(hua)反應器內耐高溫澆注料隔熱層進行修復或重新(xin)澆筑，由(you)此可大大降低催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)采(cai)購成(cheng)本(ben)，避(bi)免新(xin)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)遲(chi)遲(chi)不(bu)能(neng)到(dao)位而造成(cheng)的(de)(de)系統停產損失，其帶來的(de)(de)經濟效益非常(chang)可觀。

【上一篇(pian)：天然氣制氫與熱回流技術研究進展綜述】

【下(xia)一篇(pian)：一段轉化爐爐管全壽命周期運行總結】