耐硫变换催化剂及其使用技术
钴钼系耐硫变换催化剂装填及使用过程注意事项

钴钼系耐硫变换催化剂装填及使用过程注意事项钴钼系耐硫变换催化剂装填及使用过程注意事项摘要:摘要:从钴钼系耐硫宽温变换催化剂的装填、硫化、接气、操作等方面简述了其生产中的使用要求,提出了操作过程中的注意事项。
关键词:钴钼系催化剂装填硫化活性一、装填催化剂的装填是一个十分重要的步骤,要分层装填,每层都要整平之后再装下层,装填后的床层必须平整均匀,严防疏密不均形成沟流,影响催化剂的使用。
1.装填注意事项1.1当汽气比、CO变换负荷选定后,可简单地由操作压力确定空速。
空速以半水煤气为准,如果原料气中CO含量体积分数约为45%,则选定的空速适当降低。
1.2为防止气体偏流,每段床层的高度不应小于1 m,床层高径比以0.5~1.0为宜。
1.3催化剂装填时,其上下均要铺设铁丝网下面2层,上面1层,在上层铁丝网上放置高度为50~100 mm的耐火球或铝球,以防止冷凝水直接接触催化剂。
二、硫化1.硫化过程注意事项在钴钼催化剂中,Mo是主催化剂,Co是助催化剂,对钴钼催化剂的硫化主要是对Mo的硫化。
Mo在硫化时一般Mo+6、Mo+5、Mo+4 3种价态存在,Mo+5与变换反应中的变换活性有关,,由于Mo+6、Mo+4 同时存在,因此Mo不能完全被还原,为保证硫化完全彻底硫化时应注意以下几点。
1.1干态硫化一般在硫化之前,首先应对催化剂升温,脱除吸附水。
1.2提高H2S浓度高硫浓度可保证硫化反应的需要,并缩短反应时间,不过在硫化初期不要将H2S含量提得太高,应采取逐渐渗透的方式,避免反应过急,使催化剂温度波动过大。
1.3低温硫化当床层温度达到180℃时,将气体入口温度降到170~180℃,然后加入CS2,使催化剂在H2S吸收区反应,可避免硫化初期温度超过200℃而引起的异常激烈反应。
主要硫化阶段为180~300℃为保证温度,应将炉温控制在250℃左右,并逐步加大CS2的量。
当分析显示变换炉出口H2S达到1 g/m3或进出口H2S含量相等时,保持运行2 h 即为合格。
耐硫变换催化剂

耐硫变换催化剂一、概述耐硫变换催化剂是一种用于去除燃料中硫元素的催化剂。
由于燃料中含有硫元素,其在燃烧过程中会释放出二氧化硫等有害物质,对环境和人体健康造成危害。
因此,为了保护环境和人类健康,需要使用耐硫变换催化剂来净化燃料。
二、工作原理耐硫变换催化剂的工作原理是将燃料中的硫元素转化为无害物质。
在催化剂表面上,硫元素与氢气反应生成H2S,并被进一步氧化为SO2和水蒸气。
SO2会被吸附在催化剂表面上,并与NOx等其他有害物质反应生成无害的物质。
三、分类根据不同的应用场景和工艺要求,耐硫变换催化剂可以分为不同的类型。
其中常见的包括:1. 低温SCR(Selective Catalytic Reduction)催化剂:适用于低温条件下去除NOx和SOx等有害物质。
2. 高温SCR催化剂:适用于高温条件下去除NOx和SOx等有害物质。
3. 脱硝催化剂:适用于烟气中的NOx去除,可以分为V2O5-WO3/TiO2、V2O5-MoO3/TiO2等不同类型。
4. 脱硫催化剂:适用于燃料中的硫元素去除,可以分为Co-Mo/Al2O3、Ni-Mo/Al2O3等不同类型。
四、性能指标耐硫变换催化剂的性能指标包括以下几个方面:1. 活性:即在一定条件下,催化剂对目标物质的转化效率。
活性越高,转化效率越好。
2. 选择性:即在一定条件下,催化剂对目标物质与其他物质的选择反应。
选择性越好,对有害物质的去除效果越好。
3. 稳定性:即催化剂在长期使用过程中的稳定性能。
稳定性越好,使用寿命越长。
4. 耐腐蚀性:即催化剂在高温高压等恶劣环境下的耐受能力。
耐腐蚀性越好,使用寿命越长。
五、应用领域耐硫变换催化剂广泛应用于以下领域:1. 石油化工行业:用于石油加氢、裂化等过程中的脱硫、脱氮等处理。
2. 电力行业:用于火力发电厂烟气中的NOx和SOx去除。
3. 汽车尾气净化:用于汽车尾气中的有害物质去除,如NOx、CO等。
4. 钢铁冶金行业:用于高炉煤气、焦炉煤气等废气中的脱硫、脱硝。
耐硫变换催化剂循环硫化方案

升 0.5 常温~120
30
3
0.5
120
6
温
0.5
120~220
30
3
0.5
220
6
备注 氮气量 20000Nm3/h 恒温释放吸附水
恒温拉平床层温差
三、催化剂的硫化 1、当催化剂床层温度达到 200℃~220℃时,把氢气加到氮气中,控
制反应器入口温度在 200℃~220℃,分析变换炉入口氢气含量 10%(干基) 左右。
耐硫变换催化剂的升温及循环硫化方案
一、催化剂装填 装填催化剂前,应该认真检查反应器,保持清洁干净,支撑栅格正常 牢固。 在装填之前,通常没有必要对催化剂进行筛选,但是在运输及装卸过 程中,由于不正确地作业可能使催化剂损坏,若发现磨损或破碎则应过筛。 催化剂的装填无论采取从桶内直接倒入,还是使用溜槽或充填管都可以。 但无论采用哪一种装填方式,都必须保证催化剂自由下落高度不超过 1 米, 并且要分层装填,每层都要整平之后再装下一层,防止疏密不均,在装填 期间,如需要在催化剂上走动,为了避免直接踩在催化剂上,应垫上木板, 使身体重量分散在木板的面积上。 为了防止在装置开车或停车期间,由于快速导气或快速卸压时,可能 发生催化剂床层遭到损坏,可在催化剂床层顶部覆盖金属丝网或惰性材 料。惰性材料应不含硅,防止在高温、高水汽分压下释放出硅。
H2S 分析 1 次/ 半小时
四、硫化过程中不正常情况的处理 1、床层温升缓慢 配氢量或氮气量过高,入口温度控制较低,可通过增加开工加热器的
蒸汽量,提高变换炉入口温度来控制。 2、床层温度急剧上升 二硫化碳加入过快或入口温度调节过高都可能导致温度急剧上升。可
采取的措施为:降低变换炉入口温度;减少直到停止加入二硫化碳。
青岛联信催化材料有限公司QDB催化剂使用说明

QDB系列耐硫变换催化剂使用说明书青岛联信催化材料有限公司2006.12企业概况青岛联信催化材料有限公司(原青岛联信化学有限公司)位于青岛市胶州经济技术开发区,是一家集科研、生产、经营于一体的高新技术企业,是国内知名的耐硫变换催化剂专业生产厂家,与青岛科技大学联合建立了催化剂试验研究基地。
公司拥有多名业内知名专家、教授,以及一支科研力量雄厚的技术队伍,多年来与国内外知名大学和科研机构合作,开发出多项业内技术水平领先、具有自主知识产权的新产品和新工艺,并全面推向市场。
公司的各项产品和工艺先后获得国家发明专利和部级、省级科技进步奖二等奖、三等奖等十余项。
青岛联信催化材料有限公司(原青岛联信化学有限公司)占地33000平方米,具备年产3000吨的催化剂生产线,可以为用户提供催化剂、净化剂、脱硫剂和脱毒剂等30多种规格的系列产品。
其中,QDB系列耐硫变换催化剂的综合性能经业内知名专家评审后鉴定为已达到国际领先水平,该产品于2006年11月荣获中国石油和化学工业协会科学技术进步二等奖,已在国内多套煤气化制氨、制甲醇和城市煤气装置中得到成功的工业应用。
由公司开发的粉煤气化-低水/气耐硫变换新工艺于2010年10月15日荣获中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖,该工艺操作灵活、运行安全平稳、节能效果显著,解决了高浓度CO原料气变换易发生甲烷化副反应和第一反应器深度难以控制的难题,实现了耐硫变换工艺的重大创新和突破,填补了国际空白,其综合技术处于国际领先水平。
青岛联信催化材料有限公司(原青岛联信化学有限公司)通过了ISO9001:2008质量管理体系认证,具有完善的质量控制体系;配有多种催化剂的分析、检测和评价方法,仪器设备和分析检测手段先进可靠;公司的技术服务队伍专业技术过硬、服务周到、信息反馈迅速,可以为用户做好使用前期、使用过程中等各个环节的各类技术服务。
面对竞争全球化的新形势,青岛联信催化材料有限公司(原青岛联信化学有限公司)始终以“联合创造财富,信誉成就伟业”为宗旨,坚持高科技、高质量和高水平技术服务的发展战略,不断挑战自我,为打造出业界名牌产品而持续创新。
耐硫变换催化剂的介绍

耐硫变换催化剂的介绍1. 耐硫变换催化剂的介绍耐硫变换催化剂(hydrodesulfurization catalyst)是一类用于石油加工中的重要催化剂,其主要功能是去除石油中的硫化物。
在石油炼制过程中,硫化物是一种常见的杂质,不仅对环境造成污染,还会对燃料的使用和储存带来很大的问题。
耐硫变换催化剂的研发和应用对于石油工业具有重要的意义。
2. 硫化物的危害和需求硫化物是一种存在于石油中的有害杂质,它不仅会对人类健康和环境造成危害,还会对燃料的使用带来不利影响。
硫化物是一种有毒物质,在燃烧过程中会产生硫气和硫氧化物,对空气质量和生态环境造成污染。
硫化物会影响石油产品的质量和性能,例如汽车尾气中的硫氧化物会导致汽车排放超标。
减少硫化物含量是石油工业中的一项重要任务。
3. 耐硫变换催化剂的原理耐硫变换催化剂的工作原理是通过催化剂的表面上存在的活性金属位点,将硫化物中的硫分解为硫氢化物,然后再将硫氢化物转化为无毒的硫化氢。
这样,就能实现对石油中硫的去除,从而达到净化石油的目的。
4. 耐硫变换催化剂的组成和结构耐硫变换催化剂的基本组成是载体和活性金属。
载体的选择是非常重要的,常见的载体材料包括氧化铝、硅铝酸酯和氧化钛等。
而活性金属主要是镍(Ni)、钼(Mo)、钴(Co)等。
载体和活性金属的选择会影响催化剂的催化性能和耐硫性能。
5. 催化剂的耐硫性能评价催化剂的耐硫性能直接影响催化剂的寿命和催化效率,因此对催化剂的耐硫性能进行评价是非常重要的。
常见的评价方法包括硫负荷量、硫损失率和活性金属的表面积等。
通过这些评价指标,可以评估催化剂在实际应用中的耐硫性能。
6. 耐硫变换催化剂的应用前景随着环保意识的提高和对能源质量的要求越来越高,耐硫变换催化剂在石油工业中的应用前景非常广阔。
不仅可以用于石油炼制中的脱硫处理,还可以应用于煤化工、化肥等领域。
随着石油资源的日益稀缺和世界能源结构的变化,对于耐硫变换催化剂的研发和应用将越来越重要。
Co - Mo 系耐硫变换催化剂的硫化处理

Co - Mo系耐硫变换催化剂的硫化处理1、硫化反应耐硫变换催化剂在使用前一般要将其活性组份的氧化态转化为硫化态,这一转化过程称之为硫化。
钴钼系耐硫催化剂的硫化反应在热力学上可用下列式子表示:CS2 + 4H2 = 2H2S + CH4 + 230. 45 kJMoO3 + H2 + 2H2S = MoS2 + 3H2O +48. 15 kJCoO + H2S = CoS + H2O + 13. 4 kJCO + 3H2 = CH4 + H2O + 214. 8 kJCO+H2O = CO2+H2 +41.19 KJ/mol2H2 +O2 =2 H2O + 241. 83 kJ上述反应均为放热反应。
常用的硫化剂有CS2和H2S两种。
其中H2S来自高硫煤气或固体硫化剂, CS2可直接加入原料气。
另外,硫氧化碳等有机硫也可作硫化剂。
2、硫化反应机理在催化剂的硫化过程中,不论采用何种硫化方法,最基本的硫化剂就是H2S。
因此只要在硫化条件下容易提供H2S的物质都可用作硫化剂。
工业上通常采用低分子量的有机硫化合物和无机的固体硫化剂。
硫化过程通常分为两个反应步骤,即硫化剂的分解和催化剂活性组分的相态转化。
(1)硫化剂的分解硫化剂的分解是指硫化剂在催化剂正常的硫化工艺条件下,硫化剂与氢气或水发生化学反应生成H2S的过程,下面是常见的几种硫化剂及其分解反应。
CS2(二硫化碳)十4H2=CH4十2H2SCOS(硫氧碳)十H2O=CO2十H2S(2)硫化对耐硫变换催化剂的作用:使催化剂中的金属组分即活性组分由氧化态变成硫化态,如MoO3变成活性物种MoS2;使催化剂中的活性组分处于最佳活性价态,以Mo为例,Mo由MoO3中Mo6+经过硫化变为活性物种MoS2。
MoO3和CoO在催化剂硫化过程中发生的化学变化表示如下:(3)硫化剂的选择从硫化剂的分解反应上看,其最终产物为H2S,理论上认为除本身的分解反应外,不会对催化剂的硫化过程造成影响。
QCS-05耐硫变换预变催化剂使用说明书

QCS―05耐硫变换预变催化剂使用说明书山东齐鲁科力化工研究院有限公司地址:山东省淄博市临淄区胜利路35号邮政编码:255400 电话:(0533) 7544767传真; (0533) 7542016 电挂:0116http://www. kelicc. com. cnE-mail:chengych@riqpc. comQ C S-05耐硫变换预变催化剂使用说明书1、概要QCS―05 是山东齐鲁科力化工研究院有限公司开发成功的含有新型组份和特殊助剂的钴钼系一氧化碳耐硫变换预变催化剂,适用于以重油、渣油部分氧化法或煤气化法造气的变换工艺,促进含硫气体的变换反应,是一种适应宽温(200℃~500℃)、宽硫(工艺气硫含量≥0.02% v/v)和高水气比(0.3~1.6)的耐硫变换预变催化剂。
该催化剂具有机械强度高,结构稳定性好,脱氧能力强等特点,能有效地脱除与吸附原料气中的氧和焦油等杂质或毒物。
对高空速,高水气比的适应能力强,稳定性好,操作弹性较大。
具有稳定的变换活性,可适当延长一氧化碳耐硫变换催化剂的使用寿命。
新鲜催化剂活性组份钴、钼以氧化钴、氧化钼的形式存在,使用时应首先进行硫化,使金属氧化物转变为硫化物。
可以用含硫工艺气体硫化,也可用硫化剂单独硫化。
QCS―05耐硫变换预变催化剂化学组成比较简单,不含对设备和人体有危害的物质,硫化时也只有少量的水生成并随工艺气排出,对设备无危害。
2、QCS―05耐硫变换预变催化剂的物化性能2.1 耐硫变换预变催化剂的物理性质外观灰绿色或兰绿色条形外形尺寸(mm):直径3.7~4.0堆密度(kg/l):0.80~0.90抗压碎力(N/cm):≥100(平均值)*催化剂的尺寸可以根据用户的需要适当调整,尺寸不同其堆密度及床层阻力降也不同。
2.2 耐硫变换预变催化剂的化学性质QCS-05耐硫变换预变催化剂以钴和钼为活性组份,以氧化物表示的化学组成见下表。
QCS-05耐硫变换预变催化剂的主要化学组成3、工业使用条件3.1 使用温度QCS―05耐硫变换预变催化剂可在250~500℃的温度范围内使用,短时间(几小时内)耐热温度可达550℃,在开车初期,可选择较低的入口温度,随着使用时间的延长可逐渐提高入口温度。
变换催化剂K8-11G使用说明书

青島庄信恒瑞催化剂有限公司K8-11G耐硫变换催化剂使用说明书青島庄信恒瑞催化剂有限公司HERO目录1 简介 (1)2 主要物化性质 (1)2.1 物理性质 (1)2.2 化学性质 (1)3 反应原理 (2)4 催化剂的使用条件 (3)5 储存与运输 (4)6 催化剂的使用 (5)6.1 催化剂的装填 (5)6.2 开车 (5)6.3 正常运转 (9)6.4 停车 (9)6.5 使用过的催化剂开车 (9)6.6 催化剂的氧化和再生 (10)1 简介K8-11G催化剂是含有新型组份和特殊助剂的新一代钴钼系一氧化碳耐硫变换催化剂,适用于以重油、渣油、沥青、煤渣、煤为原料造气的含硫气体的变换工艺,是一种宽温(200~500℃)、宽硫(工艺气硫含量≥0.02(V/V))和宽水气比(~1.6)的钴钼系CO耐硫变换催化剂。
该催化剂活性稳定性及强度稳定性高,工业应用表明其综合性能优于国内外同类产品。
催化剂中活性组份钴、钼以氧化钴、氧化钼的形式存在,使用时首先进行硫化,使活性金属氧化物转变为硫化物,可以用含硫工艺气体硫化,也可用硫化剂单独硫化。
K8-11G催化剂组成简单,不含碱金属,不含对设备和人体有危害的物质,硫化时,只有少量水生成随工艺气排出,对硫化过程和设备无危害。
该催化剂的使用寿命与使用条件有关,一般为3~8年。
2 主要物化性能2.1物理性质外观:氧化态为淡绿色外形:条形或三叶形空心条形外形尺寸mm:Φ3.5~4.0 ⨯ 8~15 Φ3.7~4.7⨯1.0~2.0⨯8~15堆密度kg/m3: 850~900 700~800破碎强度N/cm:≥130(平均值)≥98(平均值)催化剂的形状和尺寸可根据用户需要进行调整。
2.2化学性质K8-11G催化剂以钴和钼为活性组份,其化学组成如下:表1 主要化学组成3 变换反应原理3.1反应方程式和热效应CO变换反应是一个可逆、等分子放热反应,随着温度升高,化学平衡不利于向产物方向移动;也就是说从热力学角度,温度越低,越有利于平衡向产物方向移动;从动力学角度,温度太低,反应速度太慢,综合二者,工业上一般选择160℃~500℃的温度。
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耐硫变换催化剂及其使用技术1.钴-钼系耐硫变换催化剂及其使用工艺1.1加压气化工艺及其耐硫变换催化剂众所周知,在合成氨厂中,合成氨原料气中一氧化碳的变换通常是在铁-铬变换催化剂的存在下进行:CO+H2O<----------->C02+H2+Q以铁为主的催化剂,由于其中(300~450℃)活性高,价格低廉,几十年来一直被广泛用于一氧化碳和水蒸气的变换反应。
这种催化剂的缺点是水蒸气消耗高,在高硫气氛中,其变换活性低。
因此,几十年来合成氨的净化流程历来是先脱硫后变换再脱碳。
高温的粗煤气经经降温脱硫,在升温补入水蒸气变换,这样就带来流程长,能耗高的缺点。
五十年代,重油部分氧化工艺用于制合成氨原料气,之后,又开发了水煤浆德士古气化制合成氨原料气。
针对直接回收热能的冷凝流程,为了充分利用气化反应热及气体中的水蒸气,国外首先开发了一种钴-钼系耐硫变换催化剂串联于气化之后,实现了先变换然后再脱硫脱碳的工艺,从而缩短了流程,降低了能耗。
由于重油(或渣油)部分氧化工艺以及水煤浆德士古气化工艺都是在较高的压力(一般在3.5~8.OMpa)下进行,而且气体中的一氧化碳浓度较高(46~48%),水蒸气浓度高(汽/气比高达1.5),反应热较高,(第一段出口温度可达450~460℃),因此要求用于该流程的耐硫变换催化剂能耐热、耐水汽和耐高压,催化剂有较高的强度和稳定的结构,使之具有足够的使用寿命。
这种催化剂一般在载体中添加了镁及其它一些添加剂,或采用一些特殊的制法以稳定载体和催化剂的结构。
我们把这种催化剂归为耐高压的中温型钴-钼耐硫变换催化剂。
近十多年来,我国已引进了一批油气化和水煤浆加压气化的大、中型化肥(化工厂),形成了应用这类型钴-钼耐硫变换和节能工艺的一个系列。
1.2中串低流程及其变换催化剂国内煤固定床气化制合成氨原料气的工艺,几十年来一直采用铁-铬型催化剂用于一氧化碳的变换反应,净化工艺一直采用先变换后脱硫脱碳的工艺。
催化剂寿命短,水蒸气耗量高、能耗高。
自上世纪八十年代以来,我国的合成氨工艺在节能降耗方面取得了重大突破,一些性能优良的节能型催化剂的开发和应用,为各种低能耗节能制氨工艺的开发奠定了技术基础。
其中钴-钼型一氧化碳耐硫变换催化剂的开发和应用就是重要的技术进步之一。
这种含有碱金属的钴-钼型耐硫变换催化剂具有很高的低温活性,强度好,寿命长。
它首先用于原铁铬型中变催化剂工艺中的第三段,即第三段的铁-铬催化剂改为钴-钼系列耐硫低温变换催化剂,或在原有三段铁-铬型变换的基础上加装一个小型的装有钴-钼型耐硫低变催化剂的低变炉。
这就是国内最早开发的中串低的工艺。
中串低工艺的应用,降低了变换气中的汽/气比和第三段催化剂的温度,从而产生明显的经济效益,可归纳为以下三点:(1)节约水蒸气全部使用铁-铬催化剂时,吨氨水蒸气消耗为800~1000kg。
应用中串低工艺后,吨氨水蒸气消耗为400~500kg,减少了约50%。
(2)增产合成氨应用中串低工艺后,出口变换气中的一氧化碳浓度与原来全铁-铬催化剂流程相比,从约3%下降到1%以下,从而达到增产氢气和合成氨。
据估算,一个相当于1.5万吨/年的合成氨厂,每日可增产2.6吨氨。
(3)减少铜洗负荷1.3中串低、中低低及全低变流程比较1.3.1 操作温区随着耐硫变换催化剂在国内中、小化肥厂的应用,其应用技术又有新的发展,出现了中低低工艺和全低变工艺。
所谓中低低工艺,直观而言就是除了第一段保留使用铁-钴催化剂之外,其余两段使用钴-钼型耐硫低变催化剂,且这两段催化剂使用温度作适当下调。
全低变工艺的应用发展到在变换炉段的各段全部使用钴-钼型耐硫变换催化剂。
由于应用工艺的不同,各段催化剂的操作温度也有区别,如表1所示:表l 不同工艺的操作温区1.3.2 水蒸气消耗采用不同工艺的水蒸气消耗情况见表2:表2 不同工艺的水蒸气消耗1.3.3 操作的稳定性与上述的几种工艺相比,全低变工艺有以下优点:<1> 水蒸气消耗最低;<2> 所需催化剂用量最低,从而阻力较小;<3> 各段反应温度较低,从而减少了变换系统的热损失,并减少了变换系统的换热面积;<4> 避免了铁-铬催化剂强度不好,会粉碎而对整个变换系统催化剂正常使用的影响。
但全低变工艺及催化剂也碰到一系列问题,这主要表现在:<1> 半水煤气中的氧对耐硫变换催化剂活性的影响;<2> 半水煤气中H2S含量太低会引起钴-钼催化剂反硫化而影响催化剂活性;<3> 在加压变换中,半水煤气在加压时气体带入油污;<4> 管道和换热设备的腐蚀;<5> 加入变换炉中的蒸汽或饱和水汽可能引起催化剂结垢而影响活性。
因此,从操作的稳定来看,全低变的操作稳定性要差一些。
只有解决好上述问全低变工艺才能安全稳定运行。
在上述所列的问题中,有些通过生产厂的努力可以得到解决,有些则靠催化剂研制开发人员的努力加以解决。
上述用于国内中、小化肥中的中串低、中低低或全低变工艺的钴-钼型耐硫变换催化剂可以归纳为另一类的耐硫变换催化剂。
2.钴-钼型耐硫变换催化剂的组成和特点2.1 耐硫变换催化剂的组成所有工艺中使用的耐硫变换催化剂都有一共同特点,就是以钴-钼作为催化剂的活性组分。
然后根据催化剂的使用工艺的不同,在活性组分和载体中加入不同的添加剂和组分。
例如在操作压力较低的煤固定床气化的中小化肥厂中使用的耐硫变换催化剂,都在钴-钼组分中添加了碱金属促进剂,并且绝大部分以作γ-Al2O3载体,以浸渍法制得。
近年来一些单位开发以TiO2-Al2O3复合氧化物为载体的耐硫变换催化剂,这种催化剂可以耐氧,易硫化,在低硫气氛中不易反硫化,低温活性好,很适合全低变工艺中使用。
在以重油部分氧化等加压气化的变换工艺中,钴-钼耐硫变换催化剂的载体大都加入氧化镁及其它的一些添加剂,以增强裁体和催化剂在高压、高温和高汽/气比条件使用下的稳定性。
国内外几种主要的钴-钼型耐硫变换催化剂的组成和物性见表3、表4:表3 国内外几种主要的钴-钼系耐硫变换催化剂物化性能表4 国外几种主要的中串低耐硫变换催化剂2.2耐硫变换催化剂的特性钴钼型耐硫变换催化剂具有以下共同特性:<1> 活性好,低温活性好。
添加碱金属的耐硫变换催化剂在170℃就具有较好的活性。
<2> 使用温域宽,可以在180~480℃下长期使用。
但根据使用工艺的不同,对所使用的催化剂还是在名称上有所区别,例如在中串低、中低低或全低变工艺中使用的添加碱金属的耐硫变换催化剂,习惯上称为耐硫低变催化剂,实际上大都在170~250℃的温度,主要利用它的低温活性。
对于高压、高温和高汽/气比条件下使用的耐硫变换催化剂如K8-11,其使用温度为260~500℃,可以称之为中温型钴-钼耐硫变换催化剂,实际上主要用在400~500℃的温域,不会把它用在250℃以下的低温。
<3> 耐硫和抗毒性能好。
可以说这类催化剂耐硫无上限。
对原料气中少量的氨、氰化物、苯等杂质不会影响催化剂的活性。
<4> 有较高的强度和寿命3 质量标准与检验方法目前,用于国内中小化肥厂中串低、中低低和全低变的耐硫低变催化剂已经有了化工行业标准,该标准可适合于B301Q、B302Q、B303Q、SJB-1等型号的催化剂。
标准名称分别为HG2779-1996和HG2780-1996。
根据标准HG2779-1996,用于低温变换的一氧化碳耐硫变换催化剂的产品质量必须达到表5所列的技术指标。
表5 技术指标根据标准HG2780-1996,上述一氧化碳耐硫变换催化剂的检验条件如下:催化剂粒度:直径为4.Omm~5.0mm圆颗粒试样;催化剂装置:30ml;操作压力:0.8±0.02Mpa;空间速度:2500±50h-1:活性检测温度:200±1℃;水蒸气与原料气体积比例:0.5±0.02;原料气组成(V/V):一氧化碳28.32%,二氧化碳6~10%,氢气38~42%,氧气低于:0.5%,总硫(以H2S计)大于:0.lg/Nm3,其余为惰性气体。
活性检验是在活性测试装置中进行的。
活性测试装置模拟工厂的变换反应器,由气源、加水装置、汽化、反应器、冷凝器、水分离器和取样分析装置组成。
催化剂在活性检测以前用H2S气体进行预硫化。
此外,对于应用于高压气化流程的耐高温,高汽气比的中温型一氧化碳耐硫变换催化剂,尚无国内统-的化工行业标准。
各型号的催化剂的质量标准和检验方法均按企业内部自定的企业标准。
钻-钼耐硫变换催化剂的使用技术4.1 催化剂的装填与开车前的准备一般来说,催化剂在装填之前无需过筛。
装填时催化剂可直接从桶中倒入反应器,也可使用溜槽或布袋等工具,总的要求是使催化剂自由下落的高度不要超过一米。
催化剂装填要平整,防止人直接踩在上面。
如需要人进入反应器,应垫上木板。
在催化剂床底部,应铺设两层8~10目的不锈钢丝网,然后放上50~100mm高的耐火球。
催化剂装入后在其顶部同样要装上一定高度的耐火球。
4.2 催化剂的预硫化新鲜的催化剂其钴、钼的活性组分呈氧化态,只有当它转孪为硫化态后才能达到最佳的活性状态。
新催化剂投入正常运转状态前。
用含高硫的气体,在短时间内使活性组分转变为硫化物,很快达到最佳活性的过程称为预硫化。
4.2.1 硫化反应催化剂温度升至200℃以后,即可在气体中加入硫化剂(一般用CS2)进行硫化。
硫化反应如下:CS2+4H2<=>2H2S+CH4 △H0298=-240.6KJ/molCoO+H2S<=>CoS+H2O △H0298=-13.4KJ/molMoO3+2H2S+H2<=>MoS2+3H2O △H0298=-48.1KJ/molCoS+H2O<=>CO2+H2O △HO298=-35.2KJ/mol上述反应是放热的。
此外半水煤气中含有氧,若含量过高,会使CoS和MoS2发生氧化反应而大量放热,使催化剂床温度剧烈上升,因此硫化是应注意以下几点:<1> 应控制硫化气体中氧含量<0.5%;<2> 若床层温度剧烈上升,应及时处理:a)停止加入CS2;b) 加大工艺气流量;c) 暂停电加热器;d) 控制煤气中的氧含量<0.5%4.2.2 硫化条件<1> 硫化温度当催化剂床的温度升至200~220℃后即可加入CS2,此时可边升温边硫化,对于添加碱金属的耐硫低变催化剂,最终温度不应低于350℃,最好达到400℃,并维持几个小时以便使催化剂得到充分的硫化。
<2> 硫化剂的浓度为了加速催化剂的硫化,缩短硫化时间,最好为使气体中硫含量在10~30g/m3的浓度。