净化装置变换催化剂硫化方案0904
变换催化剂的硫化
R115101硫化总结
1、硫化过程
10月19日,R115101填装1m3新K8-11和4m3旧K8-11,催化剂直接铺在顶层瓷球上面。
10月22日,R115101开始硫化。
12:15,催化剂床层温度为205℃,开始配入H2,低甲界区处阀门控制H2含量。
12:49,开始向系统配入CS2,60Kg/h。
13:49,开工加热炉增加柴油流量,使床层温度升至330℃。
19:45,停止向系统补入CS2,床层温度分别为321℃、311℃、206℃。
开工风机和开工加热炉继续运行,吹扫系统中的H2S和CS2。
20:26,停开工加热炉。
22:12,停风机,系统泄压。
2、分析数据
3、总结
1)由于催化剂较少以及CS2加入量大,不到30min H2S即穿透床层,160min 后变换炉出口H2S开始稳定。
CS2共使用351.74Kg,硫化时间为7.5小时。
2)本次硫化过程中的H2含量很高,主要是由于来自甲醇分厂H2管线的压
力达到3.0MPa,第二道阀门压力达到0.2MPa,开度较大,只需保证第二道阀后压力稍稍大于开工系统压力(0.13MPa)即可。
为了降低系统中H2含量,应该在补入H2后及时补入CS2,同时要增加PV115010的开度。
催化剂硫化方案2001
反-101催化剂硫化方案一.催化剂干燥1.装置气密结束后进行催化剂干燥脱水,催化剂干燥条件如下:干燥介质氮气高分压力 3.5MPa氮气循环量循环压缩机全量循环(气/剂>500)2. 催化剂干燥脱水温度控制如下表在干燥过程中每2小时在高分放水一次并计量,注意各换热器低点、循环压缩机分液灌积水情况。
3. 干燥结束标志:a床层最低温度≮250℃。
b高分无明显水流出或连续1小时出水量<0.01m%;(对催比剂)。
在250℃恒温脱水过程期间, 可进行临氢管线法兰“热紧”。
干操结束后,泄压至1.5Mpa,引入氢气置换(引入氢气时, 催化剂床层温度应不高于150℃),至反应系统循环氢纯度>85%为止, 准备催化剂预硫化。
二.催化剂预硫化催化剂预硫化的目的是使催化剂中的金属组分从氧化态变为硫化态, 从而提高催化剂的活性和稳定性。
CH—20催化剂采用湿法硫化,使用二硫化碳为硫化剂,硫化基础油为直馏煤油。
1.催化剂硫化CS2用量及硫化生成水量计算CSs十4H2→2H2S十CH4Mo03十2H2S十H2→MoS2十3H2O3Ni0十2H2S十H2→Ni3S2十3H20CH—20催化剂硫化lkg催化剂需CS2 0.141kgCH—20催化剂硫化lkg催化剂生成水0.10kg按催化剂装量计算出催化剂硫化时需要的CS2量和生成水量。
2.湿法硫化工艺条件操作压力 4.0—4.5 MPa进料量22t/h氢油比≮500循环氢纯度,%≮803. 湿法硫化步骤当反应器入口温度达到150℃时,氢气置换至氢纯度>85%后,开进料泵注入硫化基础油和CS 2(CS 2可根据总注入量及硫化时间确定,一般为1.5%左右)。
并在此温度下恒温润湿催化剂至高分建立液面,然后按10℃/h升温速度,将反应器入口温度升到230℃,恒温8—12小时,再按上述升温速度将反应器入口温度升到290℃.恒温6—8小时.再按上述升温速度将反应器入口温度升到310℃(催化剂床层最高温度≯320℃) 恒温4—6小时。
阜宁变换催化剂装填、硫化方案
———变换催化剂装填及升温硫化方案———1.常规准备工作(1)触媒装填需在系统吹扫、试压后进行。
(2)所有电器(包括微机)、仪表、自调阀、照明、信号、报警、联锁等安装、调试好备用。
(3)系统中阀门、丝杆加油活动一次。
(4)人员定岗培训完成,并充分熟悉各装填、升温、开车方案,做到心中有数。
(5)所有380V、6000V运转设备试车,完好备用,不影响开车进度。
新设备预先先经单体试车或联动试车后备用。
(6)电加热调试合格备用,连入硫化系统,变冷器循环水送好备用。
(7)触媒装填,需安排专人监护、记录。
(8)现场杂物清理干净,地沟盖板盖好,消防器材及防护用品完好备用。
(9)检查变换炉所用填料、触媒,升温用CS2均己到货,并清点其型号、规格、数量是否符合要求。
检查触媒、填料层上、下铺的钢丝网,耐火球是否齐全,品种、数量是否一致。
(10)检查装填触媒用耙子、斗车、卷扬机、吊篮、漏斗等器具是否齐全合乎要求。
瓶氮充装台、充装连接用仪表阀、管,CS2流量计准备好备用。
(11)触媒装填、硫化方案是否已到岗位。
(12)变换炉装填触媒用井架、围架是否准备好,并调试合格备用。
(13)二硫化碳贮罐严禁有油污,所沾油可用热碱水清洗;并经耐压(1.0MPa)试验,确保所有连接阀门无泄漏。
(14)硫化用的胶管要用有纤维内网的煤气塑料管,一定要检查带壁中有否线网。
无线网者为伪劣商品,极易被二硫化碳溶胀而堵塞。
或者使用Φ8的有纤维内网的塑料水管。
(15)为防止硫化过程中硫化用的胶管溶胀而憋漏,用取样钢管将二硫化碳加入口引至二硫化碳贮罐附近。
2.触媒装填注意事项(1)、检查变换炉内件齐全、炉内清理干净、热电偶校验合格备用。
(2)、按要求在每层催化剂底部交错铺两层8目或10目不锈钢钢丝网,折边300,压环形铁板。
不锈钢钢丝网交错部分用钢丝编好,(底部是否铺耐火球可以贵厂习惯而定)。
卸料孔处单独铺一张一米见方的丝网。
(3)、通知土木砌封各段卸料孔内耐用火砖后,检修封低变炉各段卸料孔。
净化-22-低水气比耐硫变换新工艺在Shell粉煤气化装置上.
论文部分 2009年全国氮肥与甲醇技术交流及业务洽谈年会·上海东景化工科技有限公司低水/气耐硫变换新工艺在Shell粉煤气化装置上的工业应用纵秋云、张国杰、古黎明摘要:介绍了低水/气耐硫变换新工艺,并简单总结了该工艺在Shell粉煤气化制氨和制甲醇装置上的应用情况,结果表明:选用QDB-04催化剂,通过控制反应的水/气和床层入口温度等手段,来控制反应深度和床层热点温度的办法是可行的。
第一段反应水/气的最高值不超过0.3,床层的最高温度不超过400℃,各段出口CO指标分配合理,无甲烷化副反应的发生。
在合成氨装置运行近2年,结果表明不仅装置操作平稳且节能效果显著,是一种节能型高浓度CO工艺气生产甲醇或合成氨的工艺流程。
1 前言进入21世纪以来,由于受石油资源日趋紧张的影响,我国煤化工转入了一个快速发展阶段,煤气化制氨、制甲醇、煤合成汽油等工程项目已全面启动,出现了新工艺的引进与传统工艺的改造同时并举的局面。
在众多的新工艺中,荷兰Shell 公司开发的SCGP粉煤气化(简称Shell粉煤气化)工艺,由于具有、原煤和氧气消耗低、环境污染小和运行费用低等对煤质要求低、合成气中有效组分含量高(CO+H2 89%)特点,很受我国化工企业的青睐。
因此,在不到十年的时间里,就先后引进了17套采用Shell粉煤气化工艺的大型煤化工装置。
与传统工艺或早期引进的其他工艺相比,尽管Shell粉煤气化工艺有它独特的优点,但由于制得的原料气中的CO 含量高达60%以上,这不仅加重了耐硫变换系统的CO变换负荷,且还有可能引起高放热的甲烷化副反应的发生,使催化剂床层超温。
因此,变换工序如何分段、一段炉反应深度控制和抑制甲烷化副反应等问题,就成为Shell粉煤气化新工艺能否成功地用于合成氨或甲醇生产的关键点。
为了避免变换工段发生甲烷化副反应,在17套采用Shell粉煤气化装置中,有16套装置采用高水/气变换工艺。
高水/气变换工艺的特点是先使部分或全部气体通过第一反应器,在第一反应器的入口添加了大量的蒸汽,通常使水/气达到1.1以上,使其进行深度变换,然后再与未反应的气体混合,达到一定的CO浓度后继续进行后续变换。
[净化车间]变换操作问答
1.变换触媒硫化结束的标志是什么?答:标志是出口气体中硫化物浓度升高。
2.变换催化剂反硫化现象、原因及处理办法?答:现象:催化剂活性降低,变换气出口硫含量高于进口合成气中硫含量,催化剂出现放硫现象。
原因:①床层温度超温太高。
②水气比过大。
③合成气中H2S含量过低。
处理:①控制较低的床层温度。
②气化控制较低的水气比。
③合成气中控制适量的H2S浓度,一般根据操作经验,以不低于1000ppm为宜。
3.变换炉床层阻力增大答:现象:变换炉床层阻力增大使入炉合成气量减小,设备生产能力降低。
原因:①由于合成气中带水,使触媒粉化。
②由于合成气中含灰量过大,使触媒结皮。
③由于变换炉内触媒生产周期过长,触媒破碎或底部集气器堵塞。
4.变换炉床层温度上升答:原因:①合成气中氧或CO含量突然增高。
②合成气符合降低,空速降低。
③水气比突然降低。
处理:①气化注意调节合成气成分。
②开大原料气预热器副线,若炉温仍然上涨,关小入原料气预热器的合成气手动阀。
③提高水气比调整到指标范围内。
5.变换炉床层温度提不起来答:原因:①合成气水气比过大。
②合成气带水。
③触媒使用时间过长,已经衰老。
处理:①气化降低水气比。
②检查气化洗涤塔是否带水。
③若触媒已超过使用周期,将触媒温度控制在高限,若温度仍旧提不起来,出口CO难以控制,则需要更换触媒。
6.变换催化剂为何要分段装填?答:变换催化剂分段装填:一方面为了避免气体偏流,防止气体走短路,造成炉温难于控制;另一方面是为了使气体充分与催化剂充分接触均衡反应。
7.CO变换工序的生产任务是什么?答:(1)改变合成气组份、(2)回收利用反应余热;(3)回收工艺冷凝液,送往气化洗涤塔作为洗涤水和送至高压闪蒸罐、除氧器进行处理回收利用。
8.合成气过氧答:现象:变换炉床层温度全面上升。
危害:因合成气中含有O2会使整个触媒层温度飞升,同时O2同MoS2、CoS及H2S反应,生成硫酸盐物质,会对后继设备、管道发生腐蚀。
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。
变换催化剂硫化升温步骤及注意事项
变换催化剂硫化升温步骤及注意事项升温步骤及注意事项用氮气(也可用半水煤气,但控制速率,注意安全)对整个CO变换系统进行置换,置换至O2含量≤0.5%(体积分数)。
然后按制定的升温流程对催化剂进行升温,升温速率控制在15-25℃/h,当催化济床层温度升至80℃时,向升温载气中配入H2;在催化剂床层温度达120℃时,恒温约4h,以利催化剂吸附水的排放及吸附氧的释放、燃烧。
升温过程注意以下几点:一、根据实际情况制定升温流程,管线盲板倒换正确;二、用载气的温度将升温速率控制在安全范围内;三、配氢时,注意分析升温载气中的O2含量,严格控制载气中的O2含量≤0.5%(体积分数),超标时用放空进行调整;四、保持升温系统压力≤0.2Mpa。
变换催化剂硫化注意事项一、在升温、降温期间,采用大空速,要求电炉功率要大(用CS2硫化时,1m3催化剂的电炉功率为30kW,用固体硫化剂时,1m3催化剂的电炉功率要≥50kW,宜分为多组控制),以满足大负荷需要。
二、硫化期间,保持硫化载气中的H2含量≥25%,可采用部分放空和添加新鲜煤气的措施保证循环气中的H2浓度达标。
三、用CS2的加入量及硫化载气温度和流量控制催化剂床层的升温速率及热点温度,必要时可切气通蒸汽降温后再导气硫化,严禁床层温度暴涨、急降,进行强制硫化时,床层温度应控制在450-480℃,最高不得超过500℃。
四、在H2S穿透前,CS2量不可加入过多,否则会把催化剂中COO 直接还原为金属CO,CO有甲烷催化作用,不仅加剧超温,而且使硫化无法继续进行,同时损害催化剂的活性。
五、硫化系统压力应保持在0.2-0.3 Mpa。
六、因湿气硫化会使CO-MO系催化剂丧失部分活性,尤其是丧失低温活性,因此,系统保压、补氢时须用干气,并及时排放冷凝水,严禁冷凝水进入催化剂床层。
七、煤气中O2含量每升高0.1%,系统绝热温升约15℃。
O2会将催化剂中的活性组分氧化成硫酸盐,降低催化剂的活性,因此,在硫化全过程中,须严格控制煤气中O2含量<0.5%,当煤气中O2含量高时,必须迅速切气源,待O2浓度降至合格后再通气硫化。
变换催化剂升温硫化方案
新疆新业能源化工有限责任公司变换冷却装置催化剂升温硫化方案新疆新业能源化工有限责任公司二零一五年三月★内部资料,注意保密变换冷却催化剂升温硫化方案(试行本)编号:XYNH/QH-2014-01编写:王海校核:审核:审定:批准:日期:受控号:发布日期:2015年12月31日实施日期:2015年1月1日目录1:催化剂的升温2:催化剂的硫化3:硫化时的注意事项4:系统接气和开车1、催化剂的升温1.1升温前的准备工作1.1.1催化剂装填完毕,并气密合格。
1.1.2氮气系统臵换合格,各导淋取样分析O2≤0.1%。
1.1.3放入CS2备用。
有专人记录CS2的加入量和剩余量。
CS2的加入量:以每吨催化剂消耗8OKgCS2,计共计准备CS21.5吨(变换炉上段)。
1.2催化剂的升温1.2.1采用纯氮气对催化剂床层进行升温。
控制氮气的升温速率不超过50℃/h。
1.2.2催化剂床层升温一定要平稳,严格按升温曲线进行,控制好空速和升温速度,1.2.3当触媒进行自然恒温时,放水必须完全,注意排放N2分离器的导淋和各反应器出口的导淋,特别是变换炉导淋排水必须及时和完全。
1.2.4当变换炉催化剂床层温度大于180℃时,可配入H2对催化剂床层继续升温。
1.2.5排水点:D61101A/B下倒淋,D61102下倒淋,LS61102冷凝液管线倒淋。
每小时一次。
2.催化剂的硫化2.1硫化方法:采用氮气加氢气对催化剂进行硫化,严格控制床层入口H2含量为20-30%,添加CS2,对催化剂进行硫化。
2.2催化剂硫化反应方程式CS2+4H2=2H2S+CH4 +240.6KJ/molCoO+H2S=CoS+H2O +13.4KJ/molMoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O +48.1KJ/mol2.3催化剂的硫化2.3.1当变换炉层温度大于180℃,可配入氢气继续对催化剂床层进行升温度,氢气的配入量以H2浓度为准,使H2浓度达到20%左右。
变换升温硫化方案
变换硫化方案操作规程⑸硫化线:来自低压机的半水煤气→丝网过滤器→除油剂炉→前热交壳程→后热交管程→变换炉一段进口管1#电加热器→ 2#电加热器→变换炉二段进口管变换炉三段进口管后热交壳程→前热交管程→水加热器→冷却器→气液分离器→⑷变换炉无内保温变换炉分三段:一段上层装20m3抗毒剂、下层30 m3催化剂;二段装30 m3催化剂;三段装55m3催化B、每层底部有篦子板支撑,上面铺两层不锈钢网(3×3),两层耐火球;在触媒上面铺一层不锈钢网,其中一段压200㎜Φ30耐火球,二、三段压300㎜Φ30耐火球;底部铺耐火球目的:a、压好不锈钢网边;b、较好地防止反吹动,避免偏流。
上面铺耐火球地目的:a、气体分布均匀;b、蒸发可能带至变换炉内地水份。
2、和外部直接关联单位的主要控制指标:相关指标:变换入口H2S≥0.10g/Nm3 ;变换入口O2≤0.4%0.4%≤O2<0.8%减量:0.8%≤O2<1.0%减机:O2 ≥1.0%系统停车脱盐水指标:电导率≤5μs/cm,CL-≤5mg/L,碱度≤0.3mmol4、触媒的硫化硫化反应是将氧化态催化剂转化为硫化态产生活性CS2 +4H2 = 2H2S+CH4生成的H2S与CoO和MoO3反应生成CoS和MoS2:CoO+H2S=CoS+H2O MoO3+2H2S+H2 = MoS2+3H2OA、检查电加热器出口测温点是否灵敏,接CS2是否畅通;B、系统加蒸汽阀前加盲板;C、水加热器,冷却器水路畅通;D、CS2槽内贮满CS2,液位计清晰,槽内加压设施、CS2流量计及输送设备安装齐全;E、备好分析器具和分析药品。
⑴硫化方法:采用循环升温硫化法A、循环硫化路线:压缩二出来合格半水煤气→变换系统→回低压机一入B、关闭变换炉进口阀,打开电加热器进口阀,打开一段硫化阀,三段串联硫化,一段硫化结束后打开二段硫化阀关闭一段。
二段硫化结束后打开三段硫化阀关闭二段。
⑵升温硫化过程:A、系统内导入气体后,要保证有一定的循环时间,当分析电加热器入口O2≤0.5%时,启电炉升温;B、以电加热器出口温度为调节点,控制一段进口温度,根据一段温升情况,逐渐加大电炉功率(控制电炉出口温度最高不超过480℃)进入一段升温阶段;C、当催化剂温度升至60-90℃时,因催化剂在此阶段有一个脱水期,需要对各个气相导淋每半小时排放一次;D、当一段上层温度升至210℃时,向一段加CS2,进入一段硫化初期,二段升温阶段;E、当一段触媒上层温度达到300℃,入口H2S达到15——20 g∕Nm3, 二段触媒上层温度达210℃,进口H2S≥3 g∕Nm3时,进入一段硫化主期,二段硫化初期,三段升温阶段;F、当一段各点温度升至350——370℃时,恒温8h以上,并在出口三次取样分析H2S含量达10 g∕Nm3以上时为硫化结束。
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。
方案十三(催化剂硫化方案)
催化剂硫化1、催化剂硫化目的新鲜的加氢裂化催化剂其活性组分是氧化态形式存在的(由MoO3、NiO、WO3等活性金属组元组成),而只有以活性金属组份的硫化态存在时,才具有较高的活性,因而在使用之前必须进行硫化。
2、催化剂硫化原理本装置的催化剂均为氧化态供货,该催化剂处于氧化态时活性较低,所以在它们投入使用(与油接触)之前,必须进行预硫化。
催化剂器内干法硫化是在加氢裂化的加热、反应、换热、冷却、高压分离、循环氢压缩机及物流管线构成的高压循环回路内进行的。
其程序包括:用经过加热炉加热的循环氢,按最大的循环氢流率和要求的升温速度加热催化剂,并按严格控制的流率将硫化剂(DMDS)注入到反应加热炉的入口,用硫化剂在氢气存在的条件下分解生成的H2S硫化催化剂。
催化剂预硫化时,在反应器内会发生下述两个主要反应:(1) 硫化剂(DMDS)首先和氢气反应,产生硫化氢和甲烷,此反应为放热反应。
该反应一般发生在精制反应器R1001的入口处,反应速度较快。
(CH3)2S2+3H2 = 2H2S+2CH4(2) 氧化态的催化剂活性组分(氧化镍、氧化钼等)和硫化氢反应变成硫化态的催化剂活性组分,该反应是放热反应,发生在反应器内的各个催化剂床层上。
预硫化时出现的温升现象即是此反应所致。
9CoO+8H2S+H2=Co9S8+9H2O3NiO+2H2S+H2 = Ni3S2+3H2OMoO3+2H2S+H2= MoS2+3H2OWO3+2H2S+H2= WS2+3H2O根据上述化学反应方程式及催化剂中活性金属组分含量可计算出单位催化剂硫化完全所需硫化剂的理论量和生成水理论量。
催化剂硫化时,硫化剂C2H6S2的理论用量及生成水理论量的计算结果见下表。
考虑到催化剂硫化过程中的损失量等因素,则储备的硫化剂C2H6S2(DMDS)量应为理论量的1.25倍,即:DMDS量=38157×1.25=47696kg硫化剂用量和生成水量(理论量)硫化过程中还可能有不希望发生的副反应:氧化态的催化剂活性组分(氧化镍、氧化钼、氧化钨)被氢气还原,生成金属单质和水,这会极大损害催化剂的活性。
变换触媒升温硫化方案
变换触媒升温硫化方案(一)、变换触媒硫化原理1、变换触媒型号为QCS-04,主要活性组分是氧化钴、三氧化钼,在使用前需将其转化为硫化物才具有活性,这一过程称为硫化。
QCS-04催化剂物化性能催化剂的硫化是在一定温度下,利用煤气中的氢气和向煤气中补充的硫化氢与催化剂作用生成硫化物。
其主要反应式为:MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O+Q(48.11Kj/mol)CoO+H2S=CoS+H2O+Q(13.4Kj/mol)硫化过程中为使半水煤气中有足够的硫化氢含量,通常采用连续向系统内添加二硫化碳的方法,同时还可以获取大量的反应热,这一过程称为二硫化碳的氢解:CS2+4H2=2H2S+CH4+Q(240.6Kj/mol)全低变的升温硫化一般采用循环硫化法,本岗位采用一次放空的方法,煤气的升温由升温电加热器来控制,也可通过调整粗脱硫气气量加以调节,控制好升温硫化温度,做到既要控制升温速度,又要保证床层能达到硫化最终温度。
升温硫化时,当床层上部温度升至200℃时,方可向系统添加二硫化碳,由于二硫化碳在200℃时发生氢解反应生成硫化氢放出大量的反应热,为防止温度爆涨烧毁催化剂,要控制好二硫化碳的加入量,初期加入量要小,以后逐步增加。
同时要做到二硫化碳加量时不提温,提温时二硫化碳不加量。
触媒硫化时要定期分析床层出口气体中的硫化氢含量,当硫化氢含量达1g/Nm3时,可以提高温度进行强化。
当床层进出口气体中H2S含量基本相同或出口气体硫化氢含量达10 g/Nm3时,可视为硫化结束。
2、低变触媒的反硫化及失活低变触媒的活性组分金属硫化物在一定条件下转化为金属氧化物并放出硫化氢,从而使低变催化剂失去活性,这一现象称为耐硫低变触媒的反硫化反应。
其中主要是MoS2的氧化和放硫现象。
其反应式为:MoS2+H2O=MoO2+2H2S发生反硫化反应的主要原因是不正常的工艺操作条件引起的,如低变进口温度高、气体中硫化氢含量低、汽气比高等。
催化剂升温硫化方案
催化剂升温硫化方案一、催化剂的升温1、条件确认(1)现场各检修项目完毕,气密性试验合格,(2)按操作规程进行升温流程确认。
(3)确认开工加热炉柴油,液化压力正常。
2、升温(1)按操作规程进行配氮升温,注意严格控制升温速率≤50℃/h。
(2)当床层(一段)各点温度均达到200℃-220℃时恒温,进行下一步硫化程序。
首次开车升温时,为防止水蒸汽在催化剂上冷凝,应使用惰性气体N2把催化剂加热到工艺气露点以上温度。
采用≤50℃/h升温速度加热催化剂,根据最大可获得流量来设定压力,从而确保气体在催化剂上能很好的分布。
(3)当催化剂床层温度达到200℃-220℃时,进行下一步的硫化程度。
硫化气的切换基本上在常压或较高压力下进行,这取决于气流的方便,(注意:切换工艺气硫化前,一定要开导淋,彻底排放冷凝水)。
二、催化剂的硫化(一)采用工艺气硫化(1)确认工艺气中的硫化氢含量,最好工艺气中的硫化氢含量≥0.2%(VOL)。
(2)当催化剂床层温度达到200℃-220℃时,把湿工艺气加到氮气中(比例:湿工艺气:氮气=1:3)同氮气一起进入开工炉进行加热,控制反应器入口温度在200℃-220℃。
根据催化剂床层温度逐渐增加工艺气量,并且相应减少氮气量,直到氮气完全撤出。
(3)当硫化催化剂床层温度稳定时,再将工艺气流量增加,并控制入口温度200℃-220℃继续硫化。
(4)当有硫穿透催化剂床层时,逐步提高硫化压力和入口温度继续进行硫化,当压力为1.5MPa、入口温度230℃-250℃-时,此时变换炉出口有硫穿透,并且硫含量不再变化,可以认为硫化结束。
(5)硫化结束后,调整入口温度至正常使用要求的温度,同时增大工艺气量,提高系统压力至正常使用要求的压力。
采用补硫硫化1.加硫的位置:一般为第一变换炉前换热器的前面加硫。
2.CS2罐及加硫氮气管线,阀门配好待用。
3.取样点:变换炉入口和出口取样。
4.硫化期间4114-PVC-3保持全开。
耐硫变换催化剂装填及硫化方案
3.1.2把帆布袋接在装催化剂漏斗下面,炉内 作业人员拉住布袋出口,避免瓷球直接落到 下面摔坏。
3.1.3将瓷球铺平,确认达到所规定的高度。 注意先装50瓷球,后装25瓷球。
3.1.4催化剂卸出管也要装填上瓷球。
3.1.5将预制好的金属丝网正确地铺在瓷球上, 留出催化剂卸出管口。
3.2催化剂装填
3.2.1将催化剂装入吊斗
铺上木板,防止破损,在作业完成后,必须 把使用过的木板拿出炉外。
2.5 装填作业中,如果下雨、下雪要立即停 止作业,保护催化剂/过滤剂不被淋
湿。
2.6 在热偶套管周围充填时,注意不要造成 架空。
2.7 作业时,不要将异物带入炉内(铁片、 纸、烟头、泥土等)
2.8 应做好装填记录,包括物料的规格,型
3.2.6达到了规定的高度后,把催化剂表面推 平,把预制好的金属丝网铺在催化剂上面。 再装上300mm的瓷球。
4、四孔柱状过滤剂的装填
4.1按设计要求在所规定的位置上设置三层丝 网。
4.2 画出过滤剂装填的高度,用粉笔作上标 记。
4.3装填过滤剂至规定位置并推平。
4.4在过滤剂上设置一层丝网。再装上300mm
(3)CS2罐冲压,当罐内压力大于系统压力后, 稍开CS2罐入变换系统阀门,将CS2压入系 统,注意严禁CS2罐压力超过罐的设计压力。
(4)CS2和工艺气量的控制:在入口取样,控 制H2S+CS2含量3—5g/NM3,控制H2含量 在10%左右。
(5)控制床层温升T<20C/h,若床层温度上 升较快,应立即减少或停止加CS2量,同时 适当减少工艺气(或H2)量或增加N2量。
(6)注意随时分析出口H2S的含量,当出口
(6)注意随时分析出口H2S的含量,当出口 出现H2S时,可以适当提高入口温度。当 入口温度达到250--260C时,至少保持2h, 出口有H2S时,再慢慢提高入口温度,达 到300C,同时将入口总硫量提高到8--10 g/NM3。当出口气体中H2S含量维持在 4000-5000ppm时,可以认为硫化已结束。
耐硫变换催化剂升温硫化改进建议
耐硫变换催化剂升温硫化改进建议
王立群
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2011(037)003
【摘要】根据目前净化工艺和催化剂的特点,提出改进升温加热器,改变氮气供应方式,煤气供应方式等措施,改进变换系统的升温硫化.同时,升温硫化与液氮洗工序的开车协调进行,缩短系统开车时间.
【总页数】3页(P28-30)
【作者】王立群
【作者单位】黑龙江龙煤东化有限公司,黑龙江鹤岗154111
【正文语种】中文
【中图分类】TQ113.24+7
【相关文献】
1.耐硫变换催化剂QCS装填及升温硫化总结 [J], 祁生礼
2.Co-Mo 系宽温耐硫变换催化剂的升温硫化 [J], 谭军超;张秀芳;曹志斌
3.探究QDB-4耐硫变换催化剂的升温硫化方案 [J], 崔恒
4.KC-103S型预硫化耐硫变换催化剂在轴径向炉的装填和升温导气 [J], 李国方
5.Co-Mo系宽温耐硫变换催化剂的升温硫化 [J], 谭军超[1];张秀芳[2];曹志斌[1]因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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目录1 概述 32 准备工作 33 催化剂的升温硫化 44 注意事项75 附录91概述1.1变换单元所用催化剂K8-11为新型耐硫变换触媒,含有特殊载体,具有良好的低温变换活性、宽温和宽硫特性,较强的抗毒性能,较高的选择性。
1.2钴钼系列耐硫变换催化剂使用前其活性组分呈氧化态,催化活性很低,需要经过硫化变成硫化态才具有良好的活性。
首次硫化过程对催化剂的性能、使用寿命都有直接影响,因此硫化操作至关重要。
1.3催化剂硫化原理1.3.1硫化时起作用的硫化剂为H2S,硫化过程的主要反应式如下:CoO+H2S CoS+H2O ΔH0298= ―13.4kJ/mol (方程式1.3.1-1)MoO3+2H2S+H2MoS2+3H2O ΔH0298= ―48.1kJ/mol (方程式1.3.1-2)1.3.2考虑到安全因素,一般不采取直接引H2S气体进行催化剂的硫化。
H2S的制备可通过CS2和COS等与氢或水的反应得到。
其主要反应式如下:CS2+4H2 2H2S+CH4ΔH0298= ―240.6kJ/mol (方程式1.3.2-1)COS+H2O CO2+ H2S ΔH0298= ―35.2kJ/mol (方程式1.3.2-2)1.3.3对耐硫变换催化剂而言,一般倾向于非在线预硫化。
但通常情况下,工厂没有外来氢源,则只能采取在线硫化(氢源来自上游气化装置)。
硫化时,一般要求系统内硫化氢含量≥1000ppm,为缩短硫化时间可通过补加硫化剂(如CS2)等方法来完成。
2准备工作2.1现场各安装项目完毕,触媒装填结束,系统气密试验合格,置换合格(O2<0.2%)。
2.2公用工程系统(水、电、气、汽等)正常。
2.3氮气循环风机试运正常,处于备用状态。
2.4上游气化装置至少一台气化炉运行稳定。
2.5二硫化碳槽已经充装7.6t CS2,并用氮气充压至0.7MPa(G)备用, 氮气压力维持稳定。
2.6开工加热器146E114正常备用。
2.7相关仪表、阀门均已调校完成。
2.8分析仪器、各种图表、报表准备齐全。
2.9按操作规程进行升温流程、二硫化碳配给流程的确认。
2.10所有操作人员熟悉本方案。
3催化剂的升温硫化3.1本装置变换系统共有两个系列,现以一系列为例,二系列参照一系列进行。
3.2系统充氮升温3.2.1打开0.8MPa氮气(12″-MN-146-101-150-EBBA1-N)与系统切断阀,控制器146PIC111置手动稍开146PV111向系统充氮,至146PIC108指示为0.4MPa(G)时将146PIC108投自动给定为0.4 MPa(G)。
3.2.2打开146T101出口至氮气循环风机入口(12″-LN-146-104-150-EBBA1-ST )线切断阀,置换至风机入口,在导淋处取样分析氧含量<0.2%为合格。
打开氮气循环风机出口(12″-LN-146-105-150-EBBA1-N )至146E103进口切断阀,反向置换至风机出口,在导淋处取样分析氧含量<0.2%为合格。
3.2.3打开循环风机至146E113进口的4″旁路阀(4″-LN-146-108-150-EBBA1-N ),按规程启动氮气循环风机,监测风机电机电流指示,缓慢关小4″旁路阀,将风机并入工艺系统,直至旁路阀全部关闭。
3.2.4按操作规程缓慢引入4.1 MPa(G)蒸汽至开工加热器146E114进行暖管,投用冷凝液疏水阀。
3.2.5调通146TV117现场放空流程,用146TV117控制现场蒸汽放空量来控制146E114的热负荷。
3.2.6控制开工加热器出口氮气升温速率≤50℃/h,以≤25℃/h的速率将催化剂床层温度升至~120℃,恒温2h;以≤30︒C/h的速率将催化剂床层温度升至150︒C,再以≤25︒C/h 的速率将催化剂床层各点温度升至220︒C以上,恒温2h。
3.3低压蒸汽的回收当146E114出口蒸汽温度146TI125达250︒C时,缓关现场蒸汽放空阀,中控用146TIC117控制146TV117阀后压力146PI102升至1.1MPa(G)后,根据需要将蒸汽并入1.1MPa (G)蒸汽管网。
3.4催化剂的硫化3.4.1氢源的引入(1) 联系气化装置,将粗煤气缓慢送至146MV101前,当146PIC101指示达到1.0MPa (G)时投自动给定为1.0MPa(G)。
手控146MV101旁路146HV112,引入工艺气2000~3000Nm3/h。
(2) 调节开工加热器出口氮气温度,维持变换炉床层温度稳定在220︒C。
(3) 逐渐增加工艺气量,每次加量不超过2000Nm3/h。
同时在146T101出口分析系统内氢含量,直至达到10~20%后关闭146HV112。
(4) 硫化过程中,每隔30min分析一次系统中氢含量,如低于10~20%开启146HV112向系统中补氢。
3.4.2CS2加入(1) 关闭CS2流量计后针形阀,打开CS2流量计前针形阀,打开1/2″-CS2-146-101-150-EBFA9-H加硫线入变换炉切断阀。
(2) 监控CS2流量计146FI118,稍开CS2流量计后针形阀,将CS2压入系统。
(3) 根据床层温度情况和分析数据,调整针形阀的开度,控制CS2的加入量以满足硫化要求。
(4) 依据变换炉床层温升控制CS2的加入量,使床层温升△T<30℃。
炉前分析(146CA102)硫化氢含量≥2000ppm(干基)。
(5) 每隔30min分析一次变换炉进出口H2S的含量(146CA102、146CA103)。
(6) 当变换炉出口H2S含量接近或等于进口含量时,此时可适当提高变换炉入口温度到~250︒C,提温速率≤15℃/h。
(7) 当变换炉出口H2S含量再次接近或等于进口含量时,此时可增开CS2流量计后针形阀,逐步加大CS2的补给量,使炉前分析(146CA102)硫化氢含量按级差2000~4000 ppm(干基)分步提高至50000ppm(干基)。
(8) 当变换炉出口气体中硫化氢含量不再继续减少且与入口硫含量基本持平时,床层温度不再上涨时,表明催化剂硫化基本结束。
(9) 关闭CS2流量计前针形阀,关闭1/2″-CS2-146-101-150-EBFA9-H加硫线入变换炉切断阀。
(10) 硫化结束后,以10~15︒C/h的速度将变换炉入口温度提高到设计值265︒C。
3.4.3循环风机的切换(1) 一系列变换炉硫化结束后,参照一系列操作,将二系列变换系统置换、充压。
(2) 打开循环风机4″旁路阀(4″-LN-146-108-150-EBBA1-N ),关闭风机出口至一系列工艺系统切断阀(12″-LN-146-105-150-EBBA1-N );(3) 打开146T201出口至氮气循环风机入口(12″-LN-146-204-150-EBBA1-ST)线切断阀,打开氮气循环风机出口(12″-LN-146-205-150-EBBA1-N )至146E203进口切断阀,打开循环风机至146E213进口的4″旁路阀(4″-LN-146-208-150-EBBA1-N )。
(4) 关闭循环风机4″旁路阀(4″-LN-146-108-150-EBBA1-N ),关闭146T101出口至氮气循环风机入口(12″-LN-146-104-150-EBBA1-ST)线切断阀。
监测风机电机电流指示,缓慢关小4″旁路阀(4″-LN-146-208-150-EBBA1-N ),将风机并入二系列工艺系统,直至旁路阀全部关闭。
3.4.4二系列变换炉的升温参照上述5.2.4~5.3.1的操作,将二系列变换炉床层温度升至220℃。
3.4.5二系列变换炉的硫化参照上述6.1~6.2.10的操作,进行二系列变换炉的硫化。
3.4.6硫化后的操作(1) 若此时上游气化装置不能提供足够的气量(需要三台气化炉运行稳定),则两系列变换系统用0.8MPa氮气(12″-MN-146-101-150-EBBA1-N)经146E114恒温待命或氮气置换后切出。
(2) 导气操作按操作规程进行。
3.4.7循环风机的切出与置换(1) 打开循环风机4″旁路阀(4″-LN-146-108/208-150-EBBA1-N ),按规程停下循环风机。
(2) 关闭风机出口至二系列工艺系统切断阀(12″-LN-146-205-150-EBBA1-N ),关闭146T101/201出口至氮气循环风机入口(12″-LN-146-104/204-150-EBBA1-ST )线切断阀,将风机与系统隔离。
(3) 打开风机出口至火炬系统的4″放空阀,将风机系统中高硫气体卸压至火炬。
(4) 打开风机进口线上1″0.8MPa氮气线充氮置换,用风机出口至火炬系统的4″放空阀控制压力≤0.2MPa间断置换,直至出口导淋(已引至室外)分析硫化氢含量<1ppm时为合格。
4注意事项4.1硫化期间应严格控制催化剂床层热点温度≤320 C,控制床层温升△T<30℃。
如果床层温度上升过快,则应立即减少或切断CS2的补给,同时加大N2流量,将催化剂床层冷却到250℃左右,再慢慢配入工艺气继续硫化。
4.2催化剂恒温阶段,监控硫化各分离器的液位,及时排尽物理水。
4.3硫化过程中要注意146V104/204、146V107/207、146T101/201的液位,若液位过高,应联系外排含硫污水的处理。
4.4硫化后期,应分析系统CH4含量(≤8%),如偏高可由146PIC108/208间断排放,并由146HV112/212补入部分工艺气。
4.5直接配入湿工艺气硫化对硫化效果没有影响,但要注意不要夹带液态水进变换炉。
4.6在线硫化时,当部分催化剂被硫化后,将在床层产生一氧化碳变换反应和可能的甲烷化反应,因此硫化中后期,应密切注意床层温升的变化。
4.7升温、硫化期间必须认真做好记录,绘制升温曲线。
操作记录、分析数据应妥为保存。
4.8安全防护4.8.1二硫化碳理化特性CS2是一种无色液体。
实验纯的二硫化碳有类似氯仿的芳香甜味,但是通常不纯的工业品因为混有其他硫化物(如羰基硫等)而变为微黄色,并且有令人不愉快的烂萝卜味。
CS2可溶解硫单质。
主要用途:用于制造人造丝、杀虫剂、促进剂M、D,也用作溶剂健康危害:二硫化碳是损害神经和血管的毒物。
急性中毒:轻度中毒有头晕、头痛、眼及鼻粘膜刺激症状;中度中毒尚有酒醉表现;重度中毒可呈短时间的兴奋状态,继之出现谵妄、昏迷、意识丧失,伴有强直性及阵挛性抽搐。
可因呼吸中枢麻痹而死亡。
严重中毒后可遗留神衰综合征,中枢和周围神经永久性损害。
慢性中毒:表现有神经衰弱综合征,植物神经功能紊乱,多发性周围神经病,中毒性脑病。
眼底检查:视网膜微动脉瘤,动脉硬化,视神经萎缩。