预硫化耐硫变换催化剂的研制

预硫化耐硫变换催化剂的研制

周红军王毓秀

（齐鲁石化公司研究院淄博 255400）

1．引言

钴钼系耐硫低变催化剂已广泛用于中、小氮肥厂，使用前必须对催化剂进行

高温硫化，常用的硫化方法是用CS

2或H

2

S做为硫化剂进行现场硫化。但现场硫

化时常常出现因操作不当引起催化剂超温，损坏催化剂的活性，严重时整炉催化剂报易燃，其次CS

2

易燃，在硫化过程中经常会出现入空管或硫化罐着火等不安

全因素；再者由于CS

2和H

2

S对生物有剧毒，特别是CS

2

，它可以通过呼吸道及皮

肤侵害人体机能（对操作人员造成极大危害）；此外，现场硫化不仅耗费时间、煤气、电力、硫化剂等，并且一般需2—3天才能转入正常生产，因此，研制一种新型换代的耐硫低变催化剂是很有必要的。

预硫化催化剂解决了这一难题，它吸收了荷兰AKZO公司的选技术，采用器外预硫化，在制备催化剂的同时也把硫化剂加入，装置开车时直接升温并入系统，不需要加硫化剂。实验结果表明，用此方法硫化的催化剂活性高，且稳定性好，综合性能优于有CS

2

硫化的催化剂，该催化剂已申请中国专利。

2．预硫化耐硫变催化剂的主要功能

2．1 物化性能

预硫化催化剂的物化性能常规硫化的QCS—02系列催化剂的性能相当，如章丘第二化肥厂的中串低催化剂，青州化肥厂的中低低催化剂，平阴化肥厂的全低催化剂，昌乐化肥厂及章丘第一化肥厂的复活催化剂等。

2．变换活性

在1.0MPa下进行加压活性评价，常规催化剂在400℃下硫化10 h，然后评价活性，预硫化催化剂用干气升温后直接评价活性结果见表1。

表1不同硫化催化剂的加压原粒度活性对比

一氧化碳变换率/%

硫规催化剂——————————————————————————————————

400℃ 300℃ 200℃

180℃

常规硫化QCS—02 86.2 42.9 17.8 7.4

预硫化QCS—02 88.9 57.6 24.6 18.6

表1结果表明：预硫化的方法能提高活性，特别是低温活性。

2．3 催化剂温度

在加压评价装置的上进行活性评价，将二种硫化方法的催化剂运转前后强度的变化列于表2，可以看出，催化剂预硫化与常规硫化的变化规律一致，运转后强度增大。

表2催化剂强度对比

强度（N.颗-1）

硫化催化剂——————————————————————————————————运转前

运转后

常规硫化QCS—02 54.0 63.0

预硫化QCS—02 49.5 56.3

2．4 预硫化催化剂开车条件下的考察

将预硫化的QCS—02中串低催化剂进行了不同开车条件的实验。

（1）原料气氛的影响

把预硫化催化剂升温至250℃，稳定4h原料气中加水蒸汽和不加水蒸泊的

活性评价结果见表3。从表功看出，升温过程中，原料气加入蒸汽不利于提高催化剂的变换活性，特别是高温活性，因此，使用干气升温有利于活性的提高。

表3 原料气氛对催化剂QCS—02活性的影响

一氧化碳变换率/%

原料气氛—————————————————————————————————

250℃ 300℃ 400℃

干气 9.69 22.9 65.52

加水蒸气 8.42 20.94 45.95

(2) 升温时间的影响

把预硫化QCS—02中串低催化剂用于气升温至250℃，一是直接评价活性，另一为在250℃时稳定4h后再评价活性，实验结果见表4。可以看出，增加升温时间有利于提前催化剂的低温活性。

表4升温时间对催化剂QCS—02活性的影响

一氧化碳变换率/%

时间—————————————————————————————————

250℃ 300℃ 400℃

无稳定 6.33 20.30 65.10

稳定4h 9.19 22.90 65.3 （3）起始温度的影响

对预硫化QCS—02中串低催化剂进行干气升温至不同温度，然后再评价不同温度的活性，结果见表5。从表5看出，在起始温度400℃即高温下使用，不利于催化剂活性的发挥，在实际应用中应从低温向高温过渡。

表5 起始温度对催化剂QCS—02活性的影响

一氧化碳变换率/%

起始温度————————————————————————————————

250℃ 300℃ 400℃250℃ 6.33 20.30 65.10 400℃ 5.39 18.20 61.10 加压评价也验证了这一结论，在1.0MPa压力下，考察预硫催化剂“原粒度”活性，表6所示是由高温向低温的评价结果，表7所示是由低温向高温的评价结果。可以看出其中规律与表5一样，证明首先从高温下使用催化剂不利于催化剂活性发挥。

表6 起始温度从高温到低温对活性的影响

一氧化碳变换率/%

催化剂————————————————————————————————

400℃ 300℃ 200℃ 180℃

300℃

QCS—02 86.7 76.4 57.9 14.0 82.3

表7起始温度从低温到高温对活性的影响

一氧化碳变换率/%

催化剂————————————————————————————

————

200℃ 250℃ 300℃ 200℃ 180℃

QCS—02 65.4 93.0 96.1 83.0 71.4

2.5 预硫化催化剂的适用性

将用混捏法制备的工业K8—11催化剂进行预硫化后再进行活性评价，结果

见表8。数据表明，用不同方法制备的耐硫变换催化剂，采用预硫化方法同样能

提高催化剂的变换活性。

表8硫化方法对K8—11催化剂性的影响

一氧化碳变换率/%

催化剂———————————————————————————

—————

285℃ 350℃ 450℃

常规 3.25 10.23 33.95

预硫化 7.70 22.87 40.53

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2.6 选择性

工业模拟实验表明，在压力＜3.0MPa，温度180—400℃范围内无甲烷化副

反应发生。