加氢催化剂的预硫化及其影响因素

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浅谈加氢装置开工前的催化剂预硫化

浅谈加氢装置开工前的催化剂预硫化

浅谈加氢装置开工前的催化剂预硫化一前言目前,大多数加氢催化剂的钨、钼、钴等活性金属组分,使用前都是以氧化物的状态分散在载体表面。

根据生产经验和理论研究,加氢催化剂的活性只有呈硫化物的形态才有较高的活性。

因此,当催化剂装入反应器后,加氢催化剂使用前必须先进行预硫化。

预硫化是提高加氢催化剂活性和延长其使用寿命的重要步骤。

二加氢催化剂的预硫化技术(1)加氢催化剂的预硫化方法及选择虽然氧化态催化剂可通过在使用过程中由原料油中含有的硫化物反应生成硫化氢对其硫化,但一方面由于原料中的硫化物需要在较高的温度条件下才能反应生成硫化氢,从而导致一部分金属氧化物还原,使催化剂的硫化达不到正常水平。

因此,对这类加氢催化剂,多采用外加硫化剂预硫化的方法,将金属氧化物在进原料油反应之前转化为硫化态。

目前,工业装置最常见的预硫化方法有干法硫化和湿法硫化两种。

所谓干法硫化,即在循环氢气存在下,注入硫化剂进行硫化;湿法硫化,即在循环氢气存在下,以低氮煤油或轻柴油为硫化油,携带硫化剂注入反应系统进行硫化。

在实际生产中,究竟选择哪种预硫化方法,应视工厂及加氢催化剂的具体情况而定。

一般来说,对以无定型硅铝为载体的加氢精制催化剂多采用湿法硫化;而对于含分子筛的加氢裂化催化剂则多采用干法硫化。

因为沸石分子筛酸性较强,如果用湿法硫化,可能会因硫化油发生裂解反应而导致催化剂床层超温,并产生积炭而使催化剂活性下降。

(2) 预硫化过程的化学反应在氢存在的条件下,预硫化过程中的化学反应包括硫化剂的分解反应及金属氧化物还原和硫化的竞争反应。

理想的预硫化反应如下:CS2+4H2=2H2S+CH4MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O9CoO+8H2S+H2=Co9S8+9H2O3NiO+2H2S+H2=Ni3S2+3H2OWO3+2H2S+H2=WS2+3H2O催化剂预硫化反应十分复杂,金属氧化物的还原和硫化反应互相竞争,主要取决于硫化反应的各种条件。

加氢催化剂预硫化-16页文档资料

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加氢催化剂预硫化
—生产四部培训小组
预硫化的目的
催化剂的加氢脱硫活性主要是在它的硫化状态下,而催化 剂的主要成分是钴、钼的氧化态,所以开工时必须对其预 硫化 即:
9CoO+8H2S → Co9S8+9H2O MoO3+2H2S+H2 → MoS2+3H2O
催化剂预硫化的主要方法
预硫化技术是加氢催化剂开发应用的关键步骤之一,使加 氢催化剂保持最佳的活性和稳定性,提高选择性,延长使 用寿命,在国内外受到广泛的关注。因此,深人研究加氢 催化剂的预硫化方法对开发高活性的催化剂有重要意义。 目前,工业上使用的加氢催化剂常用的硫化方法有很多种 .从介质相态上可分为干法硫化和湿法硫化两类,从介质 来源上可分为强化硫化和非强化硫化两种情况.从预硫化 的位置又可分为器内预硫化和器外预硫化
[ I ] - TIC-06089和FIC-06045串级控制 [ I ] - 缓慢调节TIC-06089, [ I ] - 按升温曲线升温(速率不大于20℃/小时) ( P ) - 确认E-0613开始产生蒸汽,将蒸汽排空几小时至合格 [ P ] 一 缓慢关闭放空阀逐渐提高蒸汽压力 ( I ) - 确认PI-06057稍高于PI-06029压力 [ I ] - 缓慢打开E-0613至PV-06029的手阀, [ I ] - 调整发汽并内部低低压蒸汽管网 [ I ] - PIC-06029A自动操作 [ I ] - 设定SV=0.55MPa [ P ] 一 完全关闭放空阀 [ P ] 一 启动加药设施(见加药计量泵操作), [ P ] 一 废锅连续加药 [ P ] 一 连续排污投用 ( I ) - 确认TIC-06089升温至200℃
加氢反应器R-0603催化剂预硫化
1、 预硫化前准备 2、 引氢气进反应器 3、 引再生酸性气进反应器 4、 加氢催化剂预硫化

加氢装置催化剂预硫化方案

加氢装置催化剂预硫化方案
1.1.8
预硫化和进油之间,催化剂是相当有活性的,如遇到紧急情况,催化剂床层的温度更加难以控制,很有可能引起床层飞温。因此应严格地遵守预硫化步骤中有关温度的限制并且密切监视反应器床层温度,这样才不会发生飞温。
预硫化期间,催化剂被还原会造成催化剂损坏。还原是催化剂上的金属氧化物反应生成纯的金属,而不是反应产生金属硫化物的一种反应。在较高的温度下,循环氢中硫化氢含量又少,还原反应就发生的快。因此,在预硫化期间,准确的控制硫化温度和硫化氢浓度是至关重要的。
(3)185℃前,DMDS的注入速度不宜过快,以免累积在反应器床层中发生集中分解放热;
(4)200℃以前,应严格控制升温速率不大于给定值;
(5)循环氢中H2S含量未被检出或浓度小于0.3%时,反应器内床层温度不得超过230℃。
(6)硫化期间,正常下不用冷氢,但冷氢阀必须处于随时可用状态。硫化过程中应严密观察反应器各床层温度的变化。若单个催化剂床层温升达到10℃,立即投用冷氢控制床层温度,并停止升温;若单个催化剂床层温升达到20℃以上,且呈快速上升趋势,则停炉熄火,并立即启动紧急放空系统(7bar/min)。
(1)预硫化期间新氢中断
预硫化期间,DMDS反应生成硫化氢所需的新氢量以及补充反应器回路中分解损失的氢气量以及泄漏氢气量是很少的,因此不需要补充很多的新氢。预硫化期间如果新氢中断,必须降低硫化温度,尽可能的放慢压力损失的速度。当氢气恢复之后,装置立即快速地重新开始预硫化。事故处理过程如下:
1新氢中断,降低反应温度,适当的情况下,可用冷氢把所有的床层温度降低50℃或降到150℃,如果床层温度本身低于150℃,把温度降到140℃,如果预计在3~4小时内能恢复,保持床层平均温度在这一温度。
(7)硫化期间如发生故障而中止了硫化,重新开始时必须恢复到中止前的状态进行。

加氢催化剂器外预硫化技术

加氢催化剂器外预硫化技术

加氢催化剂器外预硫化技术摘要:炼油工业迅速发展,加氢催化剂器外预硫化技术不断受到重视。

本文重点介绍了加氢催化剂器外预硫化技术的实现路径、技术关键及国内外各加氢催化剂器外预硫化技术的研究特点。

关键词:加氢催化剂器外预硫化硫化剂前言炼油企业重油加氢技术的核心是加氢催化剂,工业生产的加氢催化剂中Co、Mo、Ni、W等金属元素是以氧化态形式存在的,只有经过硫化过程,将其转化为硫化态时催化剂才具有较高的加氢活性。

现有加氢催化剂预硫化技术主要分为器内预硫化和器外预硫化。

一、加氢催化剂器外预硫化途径器外预硫化催化剂的活化反应路径有两条:一是在H2作用下,催化剂上的金属组分直接由氧化态转化为硫化态,成为硫化催化剂,而后进行钝化处理;另一种是催化剂在装填到反应器前即已添加硫化剂,硫化剂在浸渍催化剂的过程中与金属氧化物相互作用,生成了硫氧化物,然后在反应器内硫氧化物在氢气作用下被还原成金属硫化物。

两种硫化途径中,前一种为气相硫化法,后一种为液相载硫后活化的液相预硫化法。

从工艺操作的可控度以及近些年国外加氢催化剂器外预硫化技术的发展趋势可以看出,液相预硫化法工业应用较多、研究较广泛。

对于液相载硫过程中硫化剂与催化剂之间所发生的作用,目前存在两种不同的认识。

一种认为通过浸渍过程进入到催化剂孔道的硫化剂在一定温度和H2存在的条件下,首先发生硫化剂的分解,释放出H2S,H2S再与催化剂上的金属氧化物反应,生成硫化态金属催化剂。

另一种认为,在浸渍多硫化物的过程中就发生了化学吸附,硫化剂在浸渍过程中与金属氧化物反应,生成硫氧化合物,即硫化物的分解与金属相态的转化同时进行,硫氧化合物在氢气作用下又通过两种途径被还原成金属硫化物。

二、加氢催化剂器外预硫化技术关键液相载硫预硫化法相对于器外气相硫化技术由于可以低温操作且工艺简单而广泛应用,液相预硫化法主要是先将硫化剂浸渍到催化剂上,后在一定条件下活化。

因此,其硫化剂的选择及催化剂载硫后处理对预硫化催化剂的性能影响尤为重要。

加氢催化剂的预硫化及其影响因素

加氢催化剂的预硫化及其影响因素

加氢催化剂的预硫化及其影响因素张笑剑摘要:加氢催化剂的预硫化是提高催化剂活性,优化加氢催化剂操作,获得理想经济效益的关键之一。

为获得理想的硫化效果,必须严格控制各阶段的反应条件。

本文介绍了加氢催化剂预硫化的反应原理,探讨了在预硫化过程中影响催化剂预硫化效果的因素。

关键词:加氢催化剂硫化技术操作条件影响因素加氢催化剂硫化是提高催化剂活性,优化装置操作,延长装置运转周期,提高经济效益的关键技术之一。

加氢催化剂主要由金属组分(一般为W,Mo,Co,,Ni 等)和载体(氧化铝 ,二氧化硅,沸石,活性炭,黏土,渗铝水泥和硅藻土等)两部分组成,金属组分以氧化态的形式负载在多孔的载体上,促进加氢脱氮,加氢脱硫,加氢脱芳烃,加氢脱金属,加氢脱氧和加氢裂化等反应。

生产经验和理论研究表明:氧化态催化剂的加氢活性,稳定性和选择性均低于硫化态催化剂。

只有将催化剂进行硫化预处理,使金属组分从氧化态转变为硫化态,催化剂才具有较高的活性,稳定性和选择性,抗毒性强,寿命长,才能够最大限度地发挥加氢催化剂的作用。

1硫化原理1.1 H2S的制备H2S主要来自硫化剂的分解:硫化剂的分解均为放热反应,且理论分解温度与实际操作条件下的分解温度有所差别,一般有机硫化物在催化剂和H2条件下分解温度通常比常温下分解温度低10~25o C。

CS2+4H2=CH4+2H2SCH3SSCH3+3H2=2CH4+2H2S1.2金属氧化物的硫化金属氧化物的硫化是放热反应。

理想的硫化反应应为MoO3+2H2S+H2=MS2+3H2O9CoO+8H2S+H2=Co9S8+9H2O3NiO+2H2S+H2=NiS+3HOWO3+2H2S+H2=WS2+3H2O在H2和H2S存在下,金属氧化物存在还原和硫化的竞争。

硫化效果直接影响到催化剂的使用性能。

影响催化剂硫化效果的因素有催化剂的载体性质、负载的金属种类、硫化方法、硫化温度、硫化时间、硫化压力、硫化剂的浓度和种类等。

加氢催化剂预硫化方案

加氢催化剂预硫化方案

1. 引言加氢催化剂是广泛应用于石化工业领域的关键催化剂之一。

为了提高加氢催化剂的活性和稳定性,预硫化技术被广泛应用。

本文将从预硫化的原理、影响因素以及常见的预硫化方案等方面进行探讨。

2. 预硫化的原理预硫化是指在加氢催化剂使用之前,使用硫化物溶液进行处理,使其表面形成一层硫化物膜。

这一膜可以防止催化剂表面被氧化物或其他不活性物质占据,从而提高催化剂的活性和稳定性。

预硫化的原理可以归结为两个方面:•活性金属硫化物的形成:活性金属如镍、钼等能够与硫化物反应形成硫化物,这种硫化物能够促进加氢反应的进行,提高催化剂的反应活性。

•表面硫化膜的形成:硫化物膜可以阻隔外界氧气和不活性物质的侵蚀,减少催化剂的表面被氧化的机会,提高催化剂的稳定性。

3. 预硫化的影响因素预硫化的效果受到多种因素的影响,下面列举了一些主要的影响因素:3.1 硫化剂的选择预硫化过程中使用的硫化剂对催化剂的性能起着至关重要的作用。

常用的硫化剂包括硫化氢(H2S)、二硫化碳(CS2)等。

不同的硫化剂在反应中会产生不同的硫化物,并对催化剂表面的化学状态产生影响。

3.2 预硫化温度和时间预硫化温度和时间是影响预硫化效果的关键因素。

一般来说,高温和长时间的预硫化会使硫化剂更充分地与催化剂发生反应,生成更完善的硫化物膜。

然而,过高的温度可能会导致催化剂的部分活性成分被分解或损失,因此需要根据具体情况选择合适的预硫化温度和时间。

3.3 氛围条件预硫化过程中的气氛条件也会对催化剂的预硫化效果产生影响。

一般情况下,加氢环境中的氢气浓度越高,硫化剂与催化剂的反应速度越快,硫化物膜形成的效果也越好。

4. 常见的预硫化方案4.1 H2S气体预硫化H2S气体预硫化是一种常用的预硫化方式。

预硫化过程中,将催化剂放入加热炉中,通入含有H2S气体的加硫气体。

通过控制炉内温度和气氛浓度,使硫化剂与催化剂表面反应生成硫化物。

4.2 溶液浸泡预硫化溶液浸泡预硫化是另一种常见的预硫化方式。

加氢催化剂器外预硫化技术调研

加氢催化剂器外预硫化技术调研

加氢催化剂器外预硫化技术调研摘要:加氢催化剂的活性组分为金属氧化物,为得到较高的加氢活性,通常都要在硫化状态下应用。

加氢催化剂硫化方法主要有器内预硫化法和器外预硫化法。

与器内预硫化法相比,器外预硫化法具有对人体和环境危害减小、缩短加氢装置开工时间等诸多优点,近年来得到了快速发展。

本文介绍了加氢催化剂预硫化机理、硫化剂的研究进展以及加氢催化剂器外预硫化技术的研究和开发动态及其应用情况。

关键词:加氢催化剂硫化活性硫化剂1 前言加氢催化剂一般由含有钼、钨、钴、镍等金属作为活性组分的氧化物组成,为得到较高的加氢活性,此类非贵金属加氢催化剂通常都要在硫化状态下应用。

因此,非贵金属加氢催化剂的预硫化效果成为提高催化剂活性、延长加氢装置运转周期的关键[1]。

加氢催化剂硫化方法主要有器内预硫化法和器外预硫化法。

器内预硫化法是目前应用较为广泛的硫化方法,发展较早,技术也已较为成熟,但仍存在开工需配备专用的硫化设备和仪表;国内工业装置硫化一般需要2-4天,影响开工时间;所用硫化剂多为对人体和环境有毒、有害的物质;催化剂易硫化不完全、金属组分利用率低。

而器外预硫化技术的硫化过程一般在催化剂生产厂进行,避免在炼油厂配备专门的硫化设备;开工过程简单,且用于工业催化剂撇头时,开工更为方便;开工现场避免使用有毒硫化物,对人体和环境伤害减小;催化剂硫化度较高,近年来得到了快速发展[2]。

器外预硫化催化剂的活化反应路径有两条。

一是气相硫化,在氢气作用下,催化剂上的金属组分直接由氧化态转化为硫化态,成为硫化催化剂,然后进行钝化处理;二是液相载硫预硫化法,催化剂在装填到反应器之前已添加硫化剂,硫化剂在负载到催化剂的过程中与金属氧化物相互作用,生成硫氧化合物,然后在反应器内硫氧化物在氢气作用下被还原成金属硫化物。

从工艺操作的可控度以及近些年来国外技术的发展趋势可以看出,液相预硫化法是工业应用较多、研究较广泛的器外预硫化催化剂技术[3]。

加氢催化剂硫化技术及影响硫化的因素

加氢催化剂硫化技术及影响硫化的因素

1 1 1 硫化 剂 的分解 .. 硫化 剂 的分解 均 为 放 热 反应 , 理论 分 解 温 且
度 与实 际操作 条 件 下 的分 解 温 度 有 所 差别 , 般 一 有机 硫化 物在 催 化 剂 和 H 条件 下 分解 温度 通 常
比常温下 分解 温度低 1 2 0~ 5℃ _ I …。
化剂 进行 预 硫 化 处 理 J 。多 年来 人 们 对 加 氢 催 化剂 的硫 化 问题 已进 行 了许 多探 讨 , 至今 对 催 但 化剂 为何 不能完 全被 硫化 的 问题 尚未取 得一 致 的
看法 , 对催 化剂 硫 化 后 形成 的加 氢 活 性 相 即 多元 金属硫 化 物活性 中心 , 已提 出许 多 理论 或假说 , 如 单层模 型 ( o oae o e 、 M n l rm d 1) 夹层 模 型 (It c- y ne a r l i o e) 接触 协合模 型 ( o t ty eg o - ao m d1 、 tn C na n rym d cs
催化 剂硫 化 时发现 , 硫化 温度 、 , H 中硫 化 物浓度 对 金属 硫 化 度有 很 大影 响。S hae c r r和 A n l l。 d rod 5J y’
技术之 一 。加 氢催化 剂 主要 由金属 组分 和载 体 两 部分 组成 , 有些 加 氢 催 化剂 中还 含 有氟 、 、 等 磷 硼 助催化 剂 组分 。金 属 组 分 绝 大 多 数 为 ⅥB族 和/ 或Ⅷ族 , W , ,o N 等 ; 体 为 氧化 铝 、 氧 如 MoC , i 载 二
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加氢催化剂的预硫化及其影响因素张笑剑摘要:加氢催化剂的预硫化是提高催化剂活性,优化加氢催化剂操作,获得理想经济效益的关键之一。

为获得理想的硫化效果,必须严格控制各阶段的反应条件。

本文介绍了加氢催化剂预硫化的反应原理,探讨了在预硫化过程中影响催化剂预硫化效果的因素。

关键词:加氢催化剂硫化技术操作条件影响因素加氢催化剂硫化是提高催化剂活性,优化装置操作,延长装置运转周期,提高经济效益的关键技术之一。

加氢催化剂主要由金属组分(一般为W,Mo,Co,,Ni 等)和载体(氧化铝 ,二氧化硅,沸石,活性炭,黏土,渗铝水泥和硅藻土等)两部分组成,金属组分以氧化态的形式负载在多孔的载体上,促进加氢脱氮,加氢脱硫,加氢脱芳烃,加氢脱金属,加氢脱氧和加氢裂化等反应。

生产经验和理论研究表明:氧化态催化剂的加氢活性,稳定性和选择性均低于硫化态催化剂。

只有将催化剂进行硫化预处理,使金属组分从氧化态转变为硫化态,催化剂才具有较高的活性,稳定性和选择性,抗毒性强,寿命长,才能够最大限度地发挥加氢催化剂的作用。

1硫化原理1.1 H2S的制备H2S主要来自硫化剂的分解:硫化剂的分解均为放热反应,且理论分解温度与实际操作条件下的分解温度有所差别,一般有机硫化物在催化剂和H2条件下分解温度通常比常温下分解温度低10~25o C。

CS2+4H2=CH4+2H2SCH3SSCH3+3H2=2CH4+2H2S1.2金属氧化物的硫化金属氧化物的硫化是放热反应。

理想的硫化反应应为MoO3+2H2S+H2=MS2+3H2O9CoO+8H2S+H2=Co9S8+9H2O3NiO+2H2S+H2=NiS+3HOWO3+2H2S+H2=WS2+3H2O在H2和H2S存在下,金属氧化物存在还原和硫化的竞争。

硫化效果直接影响到催化剂的使用性能。

影响催化剂硫化效果的因素有催化剂的载体性质、负载的金属种类、硫化方法、硫化温度、硫化时间、硫化压力、硫化剂的浓度和种类等。

2 硫化技术的分类方法根据硫化反映的进行的场所不同,加氢催化剂硫化可分为器内硫化个器外硫化。

器内硫化是指在催化剂装入加氢反应器后进行硫化。

器外硫化是指在装入加氢反应器之前先将加氢催化剂与硫化剂结合,再装入反应器中,开工时只需通入H 2或同时通入H2和油品,随后升温进行的硫化。

迄今为止,国内大多数炼厂仍采用器内预硫化方式。

根据硫化载热体的不同可分为湿法硫化和干法硫化。

湿法硫化也称液相硫化。

是先将液体硫化剂溶与轻馏分油中形成硫化油,然后输入反应器内与加氢催化剂接触进行硫化反应。

由于液相传质、传热环境好,硫化过程易于控制。

但是液相硫化前必须对催化剂进行干燥处理,以除去水分,否则,湿催化剂与进料一起升温时,易使催化剂受到损伤,床层压力增加。

而且由于馏分油在反应过程中易分解而产生较多不饱和烃,故硫化时间长、催化剂积碳多。

另外,对高金属含量的催化剂常常难以硫化,影响催化剂的活性和稳定性。

加之液体硫化剂自燃点低,腐蚀性强,毒性大,储运比较困难。

以无定形硅铝为载体的催化剂易采用液相硫化方式。

干法硫化也称气相硫化。

该法不需制备硫化油,而且将硫化剂与氢气混合后一起进入催化剂床层,这样不但可以减少硫华剂损失,避免了反应器上游设备管件内表面的金属腐蚀,而且硫化过程完成较快,硫化较为均匀。

但是没有矿物油作载体,硫化过程中放出大量的热量会使反应器内温过高,反应较难控制。

为了使加氢催化剂达到最佳的硫化效果,必须严格控制硫化各阶段的反应条件。

含有分子筛的催化剂多采用气相预硫化方式。

器内预硫化时间理论上一般为60—72h,而实际硫化时间往往更长。

3.影响硫化的因素从硫化后催化剂的活性高低可以判断硫化过程的好坏,确定催化剂的硫化效果。

影响硫化的因素很多,主要是硫化方法、硫化温度、硫化压力、H2S浓度、H2浓度、硫化空速和硫化时间等。

3.1硫化方法湿法硫化的催化剂放热比较严重,这是用液相硫化的催化剂长期储存容易发生自燃的原因之一。

用含 H2S的干法硫化法得到的催化剂比较干燥,催化剂上无炭杂质,比表面积和孔径较大,随着催化剂中硫含量增加,衍射峰强度增大,晶型明显,晶体处于高分散状态,催化剂表现出较高的加轻活性。

但干法硫化受设备的能力(特别是循环压缩机的能力)限制。

3.2硫化温度无论是气相或液相硫化,硫化温度是影响硫化反应速度的主要因素。

因此,必须严格控制整个预硫化过程各个阶段的温度和升温速度。

3.2.1 起始注硫温度高温,高压,含氢条件操作的加氢反应器一般均采用CrMo钢,由于CrMo钢的回火脆性限制,压力提高到材料最小屈服压力前,温度必须提高到压力温度的最小值:93~150℃,而用有机硫进行预硫进行预硫化时,注硫温度主要取决于硫化剂的分解温度,一般控制在分解温度以下,如采用CS2为硫化剂,CS2室温分解生成H2S的温度为175℃,在催化剂和H2条件下分解温度通常比常温下分解温度低10~25℃,因此注入CS2温度应为150℃。

3.2.2 H2S穿透前的温度。

在催化剂床层被H2S穿透前,应严格控制床层温度不超过230℃,否则一部分氧化态金属组分可能被氢气还原成低价氧化物或金属元素,后者实际上是不能被硫化的,且在较高温度下存在的还原氧化物能导制烃类裂解,并在催化剂上积炭;反应使催化剂颗粒产生的内应力,会导致催化剂的机械强度降低,工业装置上应避免。

3.2.3 升温速度不同硫化阶段控制不同的升温速度,是硫化可控、快速的保证,在注硫量平稳增加的条件下,均匀的升温速度可确保硫化过程平稳进行使催化剂活性达到最佳水平。

表1为不同硫化阶段的升温速度。

表1 不同硫化阶段的升温速度3.2.4硫化最终温度硫化最终温度一般为310~370℃。

事实上,在每阶段都有一个平衡极限值。

随着硫化温度提高,催化剂表面物种类晶相增加,催化剂活性增加,硫化时间缩短;但提高硫化温度也会使催化剂表面积炭增加,而不利于催化剂活性的发挥,对于Co-Mo-S活性相,温度过高会引起MoS2边角损矢,无法与Co形成较多的活形相而是总体活性下降。

当温度高于550℃MoO3会蒸发,γ-Al23也会烧结;当硫化最终温度也受反应系统设备设计温度和换热设备的限制。

3.3硫化压力预硫化压力对催化剂的影响体现在催化剂的硫化度增加。

低压下一般只能是催化剂的外表面硫化,对气-固相反应,气膜扩散起到反应的控制作用,催化剂内表面的硫化必须提高硫化压力;硫化压力的增加,也可使吸附在催化剂上的有机多硫化物分解速度增加,氧化态金属浓度减少,硫化态金属浓度增加。

硫化压力增加,催化剂的最佳硫化温度提高。

对液相硫化,硫化压力不够而硫化温度较高时,会促进C—H键断裂,烷烃的托氢反应生成烯烃、芳烃和氢,发生综合反应,导致催化剂生焦。

工业装置的硫化压力一般应为装置的操作压力。

3.4 硫化油理想的硫化油应为氮(特别是碱氮)、芳烃、杂质和沥青质含量均较低,极性物质较少的160~538℃(不同工艺过程要求的干点不同)石油馏分。

硫化油的作用:带走硫化过程中产生的热量;利用硫化油中的硫,减少硫化剂的用量,降低硫化成本。

对硫化油质量要求的目的:由于氧化态催化剂的酸性大于硫化态,硫化初期极易吸附硫化油中的碱性氮.芳烃等使催化剂生焦的物质,覆盖催化剂的活性点,降低催化剂的硫化度.H2浓度低,H2S浓度高,不会发生金属还原反应,但硫化后催化剂表面存在MoS2、MoO3、MoS3、NiO、NiS2、Ni6S5、NiS等混合晶体,虽硫化度很高,但活性差。

H2浓度提高,催化剂表面发生还原和硫化的竞争反应,此时生成的金属硫化物:MoS2、WS2、Co9S8、Ni3S2活性好。

H2浓度过高,催化剂表面还原反应起主导作用时,金属氧化物被还原成低价氧化物后,再硫化的反应速率很小,形成的硫化态金属活性很低。

3.6空速空速影响硫化剂在催化剂表面的利用率.。

加氢催化剂预硫化属于内扩散控制。

如果空速太大,硫化剂未进入催化剂内表面即已经穿过催化剂床层,使硫化剂反应不完全,降低了硫化剂内表面的利用率。

在实际操作中,空速太低会降低设备的生产能力。

通常,液相硫化时,硫化油的体积空速在1.0~2.0h-1之间,气相硫化时,气相空速在1000~3000h-1之间。

3.7硫化时间加氢催化剂预硫化时间取决于催化剂的硫化温度、升温速率、H2S浓度、空速等,应调整好升温速率,防止因升温速率过慢而延长硫化时间。

硫化时间过短,可能使催化剂硫化不完全,硫化度低,影响催化剂活性。

硫化时间长虽然可以增加硫化度,但是在每个温度下都有一个平衡值,即使延长硫化时间,硫化度也不会提高。

湿法硫化比干法硫化时间长,主要是硫化油影响所载H2S分子向催化剂内表面扩散,相应地减缓了硫化速度。

工业装置的硫化时间应不小于理论硫化时间的1.2倍。

表2为以CS2为硫化剂采用湿法硫化硫化过程中几个温度段的恒定时间。

表2 硫化段恒定时间当增大反应气中H2S浓度时,硫化反应速度加快,但是当H2S浓度增加到一定浓度时,硫化反应速度就不回增加。

因为硫化反应是强放热反应,当H2S浓度增加时,硫化反应迅速,在短时间内放出大量的热量,易使催化剂床层飞温,使催化剂因局部过热而烧结。

另外H2S浓度过高,可形成含硫高的化合物。

以NiO为例,正常形成Ni3S2,当H2S浓度过高时,可形成Ni6S5或NiS,这些物质不稳定。

在实际硫化过程中,受反应系统抗H2S腐蚀性能的限制,不可能采用过高的H2S浓度。

H2S浓度过低时,催化剂硫化不完全,硫化时间长。

硫化反应是一个强放热反应,工业装置应避免短时间内放出大量热量,造成催化剂的局部过热而烧结,应采用一定的注流速率控制不同硫化温度条件下的不同H2S浓度。

表3为硫化过程中各阶段H2S浓度要求。

表3 H2S浓度要求3.9 硫化结束指标4.结束语(1)加氢催化剂的预硫化是提高催化剂活性、稳定性,延长催化剂使用寿命的关键技术之一。

(2)针对国内普遍采用器内预硫化技术的现状,应针对不同加氢工艺,选择合适的硫化方法。

(3)加氢催化剂预硫化过程中的诸多因素都会直接影响硫化后催化剂的活性、稳定性、选择性和使用寿命,其中温度是最敏感的操作参数。

为获得理想的硫化效果,要严格控制和选择各个阶段的反应条件。

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