煤制乙二醇加氢催化剂压差问题的探讨与分析

煤制乙二醇加氢催化剂压差问题的探讨与分析

王贺

河南龙宇煤化工有限公司 476600

摘要：针对草酸二甲酯加氢反应在实际进行的过程当中催化剂床层压差不断上涨的装置被迫减负荷的问题对其实际原因进行了详细分析，并且提出了一些技术改进措施。希望通过本文可以为草酸二甲酯加氢催化剂床层的长期有效运行提供一些帮助。

关键词：煤制；乙二醇；加氢催化剂；压差问题

引言：

我国某一化工集团的煤制乙二醇项目在最开始设计的时候对其产能进行了明确的规定。当各类设备投入使用之后生产出了较为优质的化工产品。该企业在生产煤制乙二醇同时为了保障乙二醇的实际生成质量，在生产中采取了两步合成法对乙二醇进行生产。第一步，由羟基合成草酸二甲酯，而第二步则由草酸二甲酯经过加氢之后生成乙二醇。为了提高其市场竞争力，多名技术人员对其生产流程进行了改进。然而由于种种因素的影响，在草酸二甲酯加氢反应工作进行的过程当中催化层床压总是出现上涨等不良情况，进而使得乙二醇的产量受到了影响。下面对其进行探讨：

1加氢催化剂运行过程中压差上涨问题

对于草酸二甲酯来说，在其与氢气接触后会发生化学反应。一般为了促进其反应开展效率，会通过固定床列管作用的正常发挥来提高其反应效率。采用的催化剂主要为铜系催化剂，为了使其在乙二醇生产中发挥作用一般人们会将铜系催化剂采取挤条或压片等方式进行应用。这两种方式在实际应用的过程当中优势不同，随着催化剂的不断升级换代，当前压片成形式的加氢催化剂由于其更为贴合固定床列管生产工艺流程需求，各大企业纷纷引入各种方式对乙二醇进行生成。

在过去，催化剂在使用的过程当中加氢氧化催化剂在使用中最大的问题就是随着反应池内压差的不断上升，系统循环氢气流量将会变得越来越低，氢酯比下降，加氢催化剂选择性随之降低。在这样的情况下，加氢催化剂的作用无法充分的发挥出来，进而使得人们不得不对催化剂进行更换。随着生产期限的不断延长，即便装置可以稳定运行相应压强也会不断增加。在这样的情况下，一旦生产乙二醇的过程当中由于种种因素的影响使得装置出现紧急停车的状况，再次对装置进行启动时将会导致压差骤然增大。

2加氢催化剂压差上涨原因分析

2.1催化剂结焦使得孔道堵塞

利用工厂加氢工段停止工作机会，实验人员随机对其中的几根列管进行了抽取，并且委托专业工作人员在氮气环境下对其上部的催化剂性能进行研究。通过内窥镜发现催化剂当中附着了一些焦化物，此外还存在一部分列管甚至出现了结痂成块等不良现象。根据这些情况结合实践经验可以判断催化床压差上涨主要集中在上层的0.5~1米之间。通过其比表面积的严格对比发现焦块物的比表面积大约有80m²/g，而对于一些刚刚投入使用的催化剂来说比表面积都在500m²/g以上。通过这些数据的对比不难发现催化剂经过长时间的使用之后，其孔径的堵塞已经变得极为严重。

2.2进料中杂质的影响

对于加氢反应来说，在其实际进行的过程当中，所需要的原料主要为草酸二甲酯。这一原料主要通过三塔精馏提纯后得到，分离物质为甲醇、碳酸二甲酯及其他组分。在草酸二甲酯提纯的过程当中难免会存在一些比草酸二甲酯沸点更高的组成，例如草酸二乙酯等会由于无法分离而导致其与草酸二甲酯一起进入到加氢气反应工段当中。

2.3气化效果影响

经过对反应器前的加热器进行严格检查后发现，管板式加热器入口管板的表面以及内壁处拥有不同程度的焦化物附着情况。结合这些情况可以判断出液体草酸二甲酯与循环氢气混合工作在实际开展的过程当中，发生的汽化现象并未达到反应工作实际需求。这种情况的存在将会导致管道的底部出现一些液态的草酸二甲酯，并且会随着循环氢气在反应器之间进行混合流动。而加热器在高温加热草酸二甲酯中含有的部分重组分杂质将会与其本身发生聚合反应，并且随着时间的积累不断的附着在加热器列管内壁当中。除此之外还存在一些焦化物将会随着气流的运行流入到反应器内部进而附着在催化剂的表面，影响催化剂功能的正常发挥。

3技术改进措施

根据乙二醇加氢催化剂压差上涨的原因分析工作有必要对其进行技术改造，进而消除压差上涨。全面提高加氢催化剂的使用寿命，大大降低企业的运行成本。

3.1降低精馏温度

为了保障精馏工作开展质量，在实际进行中应当通过真空蒸馏的方式对草酸二甲酯以及碳酸二甲酯两种酯类进行分离提纯活动，并且将塔釜温度降低到150℃以下。通过这样的方式可以全面减少草酸二甲酯精馏工作进行中由于温度太高而对其品质产生的不良影响，全面减少加氢进料中的聚合成分。除了这些相关内容之外，通过低液位控制的工艺操作手段正常进行可以全面减少工业产品的停留时间，保障草酸二甲酯的质量使其纯度变得更高。

3.2改善气化效果

为了使得草酸二甲酯的进料压力变得更大，应当将草酸二甲酯进入循环氢系统的喷头进行改进，进而使得草酸二甲酯的雾化效果大大增加，保证草酸二甲酯能够全部受热汽化，全面消除管道底部的残留，减少焦化物的产生量。

3.3增加过滤吸附装置

对于一些已经在加热的过程当中形成的焦化物来说，为了降低其对整个生产流程的不良影响。工作人员应当在加氢反应器的入口端增加设置一些过滤装置，并且在其内部装填三氧化二铝磁球以及鲍尔环，进而对焦化物进行吸附拦截，使得进入到加氢反应中的物料能够变得更纯洁，全面减少组份杂质对加氢催化剂产生的不良影响。

3.4提高氢酯比

为了提高乙二醇产量，应当对原有的两台反应器串联工艺流程进行改进，使得前后两台反应器能够实现单独进料。在保障整体循环氢气量不变的情况下，全面降低单个反应器的草酸二甲酯进料量。通过这样的方式可以使得加氢反应活动进行的过程当中氢气与草酸二甲酯的摩尔比大幅度增加，进而促进加氢反应使得热量能够得以更好的移除，全面减少生成物对催化剂产生的不良影响。使得加氢催化剂的优势能够充分发挥出来。

4结束语

就当前的实际情况而言，煤质乙二醇加氢催化剂压差上涨这一不良问题一直以来都对装置的有效应用产生不良影响。为此文章对压差上涨的具体原因进行了全面分析，并且针对性的采取了一系列必要措施手段对其进行解决。进而大幅度增加加氢催化剂的实际使用寿命，为后续装置的长期稳定工作打下良好基础。参考文献：

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