中温变换催化剂的升温还原原操作说明

中温变换催化剂的升温还原，钝化降温原理和操作方法

中变触媒是以三氧化二铁为主体的铁铬触媒，其本身是没有催化活性的，在生产时必须先将其还原成尖晶石结果的四氧化三铁，才具有很高的催化活性。其还原方法是利用半水煤气中的CO和H2来进行的，其还原反应如下：

3Fe2O3 ＋CO ＝2Fe3O4 ＋CO 2＋Q

3Fe2O3 ＋H2 ＝2Fe3O 4 ＋H2O ＋Q

一，升温还原前的准备工作

1，根据所用催化剂的性能，制定相应的升温还原方案，绘制升温曲线，准备好操作记录表，同时检查电炉及电器，仪表，完好正常后方可进行。

2，认真检查系统内各盲板是否拆除，系统是否吹净，试压置换合格，系统内各阀门的开关是否在正确位置。

3，触媒升温还原操作人员应有明确分工，炉温操作有技术熟练的主操作担任。

二，升温还原程序

1，升温还原方法：先用被电炉加热器的高温空气进行升温，然后配入半水煤气进行还原。整个升温还原操作分为空气升温，蒸汽置换和过CO还原三个阶段。

2，确定升温还原的流程和线路，使其畅通合理，完成升温前的所有准备工作后，便可向变换系统输送空气。

3，开启罗茨机或压缩机，以最大空气量通过升温还原系统，要求空速在200～300NM3／hm3，在保证电炉出口温度及升温速率的前提下，空速越大越好，全开放空阀，使系统压力越低越好。

4试送一组电炉，开始空气升温。电炉出口温度及升温速率必须严格地按方案控制，温度不宜过高，升温速率不宜过快。电炉出口温度及升温速率的控制方法是气量的变化和电炉功率的调节相配合，其操作首先保证大空速，其次是调节电炉功率。

5，尽可能地缩小触媒层的轴向温差，温差以50～80℃为妥。120℃恒温主要是缩小触媒层轴向温差，有得于游离水缓慢地蒸发，以保证触媒的平稳温升和保护触媒的强度。200℃恒温应将触媒层最低温度提至高于蒸汽漏点温度20℃以上，在系统压力为0.05～0.1MPa时，触媒最低温度应在120～130℃以上，为蒸汽置换作好温度上的准备。恒温操作首先保证大蒸汽量。其次是适当地调节电炉功率，其电炉出口温度必须严格稳定在方案所要求的范围内，一般不应采用过高地提高电炉出口温度来提高触媒最低温度的方法。

6．在触媒层最低温度高于蒸汽露点后，可转为蒸汽置换升温。在转空气升温为蒸汽置换升温的过程中，应注意保护好电炉，保证温升的平稳，保证罗茨机和压缩机的安全正常运行。严禁系统压力过高，严禁带水进系统，尤其是触媒层。在保证电炉出口温度及升温速率的前提下，在兼顾系统压力尽可能低的情况下，蒸汽量低些好。蒸汽应将升温还原系统的所有设备和管线里的空气彻底置换干净（包括副线及设备的底部等死角）。如需走倒流程置换应注意变化电炉，保证电炉出口温度温升的平稳，应避免变换气体的倒流。要经常排放系统各处冷凝水。

7，蒸汽置换升温结束，当温度平稳，系统氧含量≦0.5％后，可转入触媒还原阶段。宜采用打气量小的压缩机向系统送半水煤气，一般压缩机二出压力约0.05～0.1MPa，若采用罗茨机送为气还原，在保证罗茨机安全运行的前提下，压力尽可能高些，以保证还原煤气能进入升温还原系统。如通煤气还原的阀门太大，可考虑设置管线小的近路来比较准确地调节还原煤气量。

8，应在大蒸汽比例的情况下，配入极少量的煤气。开始触媒的还原，操作者应十分认真和慎重，应避免还原煤气量过大造成还原速度过快，温度过高。触媒还原时间应长，应大于

30分钟。在多中手段都可以增加的煤气量的情况下，以每次只采用其中一种较稳妥，还原初期，蒸汽／煤气比应大于5：1。在触媒升温还原过程中，如遇到触媒温度猛升，应酌情及时采用减小煤气量，加大蒸汽量。换进口温度及使用煤气副线降低其它各段进口温度的方法来控制触媒层的猛升。有条件的情况下可以适当采用相关蒸汽副线及**增湿的降温方法，来控制触媒的猛升。触媒还原阶段配入过量的蒸汽以保证变换反应的正常进行，以控制触媒的还原温度和速度过高过快，以避免触媒的过度还原及减少副反应的发生。

9，还原阶段应将电炉出口温度缓缓地升至300℃，并稳定在300±10℃，避免因电炉出口温度的波动造成触媒温度的大起大落。

10，在触媒升温还原期间，应避免升温介质部分地走近路，直接进入第二，三层触媒。11，保证半水煤气中O2≦0.5％，进入还原阶段应加强中变炉进出口气体成分的分析。12，还原终点温度应略低于正常操作温度450℃，当催化剂层温度接近450℃时，应恒温4小时，等待触媒层温度平稳，放空气体中CO含量符合正常生产的工艺指标时，还原工作即告结束。此后逐渐增加原料气和蒸汽，转入正常生产。

钝化降温的原理和操作方法

钝化：①催化剂在使用期间，主要成分以Fe3O4存在，且具有很高的反应活性。在系统停车检修时，要先将其表层缓慢氧化形成一层Fe2O3保护膜后才能与空气接触，这一过程称为钝化，反应方程式如下

4Fe3O4＋O2﹦6Fe2O3＋Q

②，钝化降温的操作方法，最常用的钝化降温方法是直接钝化降温，其操作方法如下。

停车前加大蒸汽，降低催化剂层温度。停车后，切断与外工段联系，放空卸压，用蒸汽继续降温，待温度将到200℃左右，系统内通空气。开始空气量要小，严防氧化激烈烧坏催化剂。根据温度变化情况，调节罗茨机近路和出口阀控制空气，蒸汽加入量，力求温升速率不超过50℃／h，催化剂层温度最高不超过400℃，每次待温度将到200℃左右时，再适量增加空气量，这样经过数次的反复，分析变换炉出口气氧含量达20％，炉温基本上不在上升，切断蒸汽，全部用空气降温，150℃以下停热水泵，待炉温继续将到60℃以下停罗茨机，钝化降温结束。

低变触媒再硫化的目的及方案

低变触媒呈现反硫化后，其部分活性组分失活，以氧化态存在，必需经高温充分硫化，使其转化为硫化物，方能恢复其高活性。再硫化时采用气体一次通过法：即用含H2的干气体（变换气）作载气，经电炉加热后配以适量的CS2，通过触媒层，炉后放空，常压进行。

硫化的反应方程式：

CS2＋4H2＝2H2S ＋CH4＋240KJ

CoO ＋H2S ＝CoS ＋H2O ＋13.4KJ

MoO3 ＋H2S ＝MoS2 ＋3H2O ＋48.5KJ

以上反应均为放热反应，半水煤气中每1gCS2／Mg氢解温升近3℃，因此再硫化时需密切注意床层温度，防止暴涨。因此再硫化分三段进行，确认一段硫化结束后，方可进行二段强制硫化，二段硫化结束后方可对三段进行强制硫化。

硫化结束标志：

（1）触媒层各点温度都应≧425℃并保持6小时（可在动态二小时后采用闷炉静硫化）（2）连续三次（每半小时一次）分析低变炉进，出口气体H2S含量相进且15g／Mg以上。