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。

1.4高温处理

一般而言，钴钼系催化剂在高于175℃时是H2S的吸收区，其后随温度升高有利于硫化但当温度达到450℃时，催化剂的硫化也达到了极大值，温度如若继续升高，催化剂活性则反而降低。所以在催化剂基本硫化结束后将催化剂床层温度升到450℃，Mo、Co、S的结构形态将会变化，使催化剂在Mo—Co—S形态中的Co原子数增大到极大值，催化剂活性也达到极大值。高温处理时， CS2的浓度不一定要非常高，正常时（以H2S计）保持在1～2 g/m3。

1.5硫含量与炉温的关系

钴钼系催化剂硫化时，硫含量与炉温的控制关系应执行“提硫不提温，提温不提硫”的原则。钴钼系催化剂升温硫化的数据见下表。

催化剂升温硫化数据

1.6硫化坚持原则

“提硫不提温，提温不提硫”，防止触媒严重超温，严格控制触媒温度不超过450℃，如果触媒温度增长过快超过450℃，要立即停加CS2降低氮气入口温度并加大煤气的流量使床层快速降温。

1.7硫化结束后，将氮气系统彻底置换合格，不断补充氮气，各导淋取样分析H2S为零

三、接气

钴钼系催化剂升温硫化结束后，在接原料气时会伴随超温现象的发生，其不仅造成催化剂热衰老，还使催化剂部分有效成分升华，减

少钴钼系催化剂的使用寿命。通过数年摸索，建议在钴钼系催化剂升温硫化或二次硫化后接气时应注意以下几点。

1.钴钼系催化剂在升温硫化结束之后，要将催化剂床层的温度降到300℃左右，不应太高。

2.钴钼系催化剂在升温硫化结束之后，在对催化剂进行降温时，要加大氮气的排放，加大新鲜氮气的补充，以带出变换炉内过剩的CS2。

3.变换炉在接原料气的同时，一般要立即加入足量的高压蒸汽，同时还要保证充足的H2含量，以防止发生反硫化现象。

4.一旦催化剂温度出现超温现象，严禁停煤气，更不能将煤气闷在变换炉内，可加大氮气补充量，减少煤气加入量，逐渐置换、降温。

四、操作

在日常生产操作时，由于钴钼系催化剂制作方法的限制，其最大的缺点之一是活性易降低，甚至丧失。所以在操作中注意事项有以下几点。

1.反硫化现象影响

所一般来讲，较高床层温度、较高汽气比、较低的H2S含量是发生反硫化现象的3大原因，只有在这3种情况同时出现时才会发生反硫化现象。

2.冷凝水影响

冷凝水可致使催化剂粘连结块、偏流，甚至组分流失。

3.杂质影响

触媒粉尘、油污及硫等杂质进入炉内，会引起催化剂的物理包裹、粘连和偏流，因此在催化剂的装填或装置运行过程中，可采取增设过滤器等相关防范措施。

4.增压过程要缓慢，当压力增至1.0-1.5MPa时，最好运行3-4个小时后再逐步增压，增压速度≤0.4MPa/min，是催化剂在压力下继续深度硫化，从而发挥最好的催化剂活性。

五、小结

钴钼系催化剂在生产中有很多不利因素，大家要在平时工作中多观察、多分析，就会将不利因素避免，所以在应用钴钼催化剂过程中

要及时调整，及时沟通总结才能保证催化剂长周期稳定运行。

参考文献

[1]宋宪稳、吕洪浩钴钼催化剂超温运行原因分析化肥设计2006年第44卷第5期.

[2]汤太平、杨瑞化钴钼催化剂活性降低原因及对策中氮肥200年第4期.

[3]陈劲松、李小定一氧化碳低温变换工艺及其在中氮肥厂的应用.中氮肥1997年第2期

[4]向德辉、刘惠云化肥催化剂应用手册.化学工业出版社.

作者简介：王亮亮，男，汉族，1984年出生，黑龙江齐齐哈尔人，2008年毕业于齐齐哈尔大学，现任中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司净化分厂助理工程师从事煤化工生产管理。

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