刘站华

摘要：宁波富德能源有限公司的甲醇制烯烃项目采用是我国自主研制的低碳制烯烃的新技术，其中烯烃分离及烯烃转化装置有多台处理器、反应器需要装填触媒，而装填的质量直接影响开车后触媒的吸附或反应效果，同时对上下游常动阀门的维护起到关键作用。本文主要是探讨触媒如何装填、不同因素对触媒性能产生的影响。

关键词：触媒;装填;装填密度;性能影响

1、引言

在传统乙烯装置工艺中，习惯上将分子筛、吸附剂、催化剂等化工三剂称之为触媒。触媒的装填工作

是一项较为繁杂的工作，不仅需要做好装填记录，也要对装填细节进行仔细确认。其中触媒的装填密度，往往直接影响其物理或化学性能，甚至容器进出管线前后调节阀、开关阀的使用寿命。工业触媒装填方法采用人工倒袋装填，实验室有采取震动装填的手段来消除触媒装填时产生的“架拱”现象，可以使颗粒重排、有利于降低颗粒间的孔粒，使得装填密度更加均匀。但是装置现场装填很难达到这样的条件，因此，如何减小触媒的装填密度差就成为决定装填效果好坏的关键。

控制触媒的装填密度是触媒装填的一种重要手段。装填密度差的大小取决于触媒重量、装填时间、装填周期以及装填高度。装填时要求每一袋触媒的重量、装填的时间间隔尽可能相差不多，而通过布袋延伸至容器底部的方式尽量保证装填高度的差异最小化。

2、触媒的装填

2.1装填工具及人员准备

准备好装填所需工具：消防水管、带线电箱、变压器、防护面罩、油布、绳梯、保险带、吨袋、卷尺、吊尺、叉车、吊车、空压机、手套、头灯、防护眼镜、记号笔、连体服、脚踏板、木板等。

配备相关人员：记录员1名、工艺员1名、协调员1名、叉车工1名、吊车工1名、开盖工1名、推桶工4名、牵袋工3名、接袋工3名、进罐工1名，共17人。

2.2装填前的确认工作

在装填触媒之前，要确保底部支撑格栅焊牢、拼装固定好，铺好丝网后，设备专业人员进入容器内部检查丝网的边角折边是否贴紧器壁，防止边际空隙落下触媒至容器底部。容器具备装填条件后，将与容器相连的管线上下游阀门关闭，打开人孔，分析容器内氧含量高于20%，办理受限空间作业许可证后方可进入。底部排污口用油布包好堵住，待装完之后清扫罐底洒落下来的触媒粉末后再拿掉。而顶部如有出入接口管道延伸至罐内并开口朝向向上，需拿油布包裹开口，以防装填时从此口落入管道之中。检查装填所用工具是否齐全。检查触媒和瓷球是否符合要求，数量是否足够，触媒是否破碎，如发现粉碎严重应进行筛选。确认触媒设计装填密度，确认瓷球设计装填密度。

2.3触媒的装填步骤

（1）拆除床层压紧格栅，以便于进罐人员活动和填装，拆除时记录每块格栅的位置以便于回装，按照装填进度逐层回装。按要求将底部的支撑栅板安装固定好。

（2）用吊車将袋装惰性瓷球运送至装填平台，从人孔将瓷球送入容器内。瓷球及刚开始几袋触媒需进罐工佩戴好密闭式呼吸器、连体服、防护面罩及眼镜、板鞋等，顺着绳梯进入罐底。开始装填时，先将不同规格的瓷球按照装填图逐层装填。瓷球和触媒用底部固定有消防水带的方形料斗一直顺至底部，进罐工需手拿消防水带均匀地铺好瓷球及触媒，一定要注意丝网边角，防止瓷球从器壁缝隙处掉下。

（3）记录员记录每一次触媒装填的时间，并尽量保证每次装填时间相差不超过1分钟。而每装填完500mm触媒为1个周期，进罐工需重新下罐用木板将触媒刮铺整齐，记录员将吊尺放下以记录每一周期的装填高度。

（4）装填高度要以容器的实际尺寸为准，一般容器都焊有限位圈，确保触媒的装填高度并留下上层瓷球的空间。一般情况下，瓷球装填完后刚好与限位圈持平。

（5）当所有触媒及瓷球装填完毕之后，进罐工将顶部丝网铺好，而压紧格栅直接压在顶部丝网上面并用螺栓拼接固定，注意丝网与容器壁的贴合，然后再安装两根横梁将格栅、丝网固定。

（6）清扫掉罐底掉落粉尘后，拿掉顶部管口和底部管口遮盖油布，回装容器顶部和底部人孔，触媒装填完毕。

3、不同因素对触媒装填的影响

触媒装填过程中，一些因素直接影响触媒的性能。其中装填密度的大小、丝网规格的选择、瓷球的选择对其影响最为明显。

3.1装填密度

触媒的装填密度也就是容器单位体积下所装催化剂的重量。装填密度是触媒的装填作业最为重要的考察参数，一般列入装填考核指标之中。装填密度的大小直接影响触媒反应的性能。装填密度越大，单位体积内所装触媒量越多，起催化作用、助催化作用或吸附作用的触媒量就越多，收率越大。但并非装填密度越大越好，随着装填密度的加大，触媒之间的空隙也就随之减小，物料通过容器所受阻力增大，反应停留时间增长，可能导致过度反应发生，极端情况下反应温度无法控制会导致停车事故。此外，装填密度过大也会对触媒强度产生影响，导致触媒破损，从而降低了反应的有效部位，堵塞下游管线阀门。因此合适的装填密度尤为重要。

3.2装填时间

吨袋触媒装填间隔尽量保持一致，因为触媒为颗粒状固体，装入容器中后相互之间会自行挤压，受重力的作用使得开始较松的状态变成较紧的状态。而装填时间的一致性保证了重力作用的均衡性，尽可能使得袋与袋之间的装填密度相同。而一个周期之后的装填时间比上一周期适当缩短，因为底部的触媒受上面触媒重量的影响，压紧度也会有所增加。

3.3装填高度

装填高度要以罐的实际高度为准。每装500mm左右均需将吊尺吊下进行测量，确保装填高度的一致性，高度一致则体积一致。如果装填高度比平均值低，则可以在下一袋多倒入一些，反之如果装填高度比平均值高，则可以在下一袋少倒入一些。而当每一个周期的装填质量与装填高度产生矛盾时，以装填高度为准。

3.4丝网规格

丝网一般情况下铺于支撑格栅之上和压紧格栅之下，主要是防止触媒掉入容器底部，同时也可以起到支撑作用。有些情况下，按照设计单位要求，瓷球与触媒之间，不同规格触媒之间也需铺设丝网。大部分的丝网采用304或316不锈钢制成。而丝网规格一般以目数乘以丝径来表示。比如20mesh×1.8，即该丝网目数为20目，丝径为1.8mm。丝网目数也就是每英寸的网孔数。目数可以说明丝网孔洞丝与丝之间的疏密程度，目数越高丝网越密，网孔越小。选择合适的丝网规格是装填触媒好坏的关键。

3.5丝网强度

当丝网目数高时，丝径往往很小，但丝径并非越细越好，丝径越细，丝网强度越小，容器充压、泄压以及再生时的强大气流有可能将丝网冲破，因此合适的丝径也是确保丝网能否满足工艺条件的重要条件。

3.6瓷球的选择

在装填触媒之前铺设瓷球时往往需要铺设两层甚至3到4层。一般铺底层瓷球时从下到上瓷球的尺寸逐渐减小，而铺顶层的瓷球时尺寸则是逐渐加大。由于尺寸较小的瓷球可能会漏入到间隙较大的瓷球里面，因此购买瓷球时，要以体积量进行采购，而在实际装填过程中也反映出不同规格的瓷球装填密度不同，瓷球越小装填密度越大。

4、结语

触媒的装填质量的好坏直接影响触媒的物理化学性能。通过对如何装填触媒、装填触媒时需要注意的事项进行了阐述，同时就各种因素对触媒的影响，探讨了合适的装填密度、丝网规格以及瓷球选择等装填因素是保证触媒性能的关键所在。

参考文献

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