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

中国贸易 中国贸易 中国贸易 2013年3月 第3期 钴钼系耐硫宽温变换催化剂装填及使用注意事项 王亮亮 (黑龙江依兰) 摘要：摘要：从装填、硫化、接气、操作等方面简单介绍了钴钼系耐硫宽温变换催化剂在生产中使用要求，并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 1.装填 催化剂的装填是十分重要的一步，应分层装填，每层必须整平后才能装下一层，装填后的床层必须平整均匀，防止密度不均形成通道，影响催化剂的使用。 1.装填注意事项 1.1 汽气比和CO变换负荷选定后，可简单通过操作压力来确定空气速度。空气速度以半水煤气为基准，若原料气中CO体积分数为45%左右，则应适当降低所选空气速度。1.2为防止气窜，每层床层高度不应小于1m，床层高径比为0.5~1.0。1.3装填催化剂时，上下两层丝网，上层丝网上应放置高度为50~100mm的耐火球或铝球，防止冷凝水直接接触催化剂。二、硫化1、硫化过程注意事项钴钼催化剂中Mo为主催化剂，Co为助催化剂，钴钼催化剂的硫化主要是Mo的硫化。

硫化时Mo一般以Mo+6、Mo+5、Mo+4三种价态存在。转化反应中Mo+5与转化活性有关，由于Mo+6与Mo+4同时存在，因此Mo不能被完全还原。为保证硫化完全，硫化时应注意以下几点。1.1干法硫化一般在硫化前应提高催化剂温度，除去吸附水。1.2提高H2S浓度高的硫浓度既能满足硫化反应的需要，又能缩短反应时间，但硫化初期不要将H2S含量提高过高，应采用逐步渗透的方法，避免反应过度和催化剂温度波动过大。 1.3低温硫化当床层温度达到180℃时，降低煤气入口温度至170~180℃，然后加入CS2，使催化剂在H2S吸收区进行反应，可避免硫化初期温度超过200℃而引起反应异常剧烈。180~300℃为主要硫化阶段，为保证温度，炉温应控制在250℃左右，逐步增加CS2用量。当分析显示转化炉出口H2S达到1g/m3或进出口H2S含量相等时，继续运行2h即为合格。1.4高温处理一般来说，钴钼催化剂在175℃以上时，已处于H2S吸收区，此后随着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最大值，若继续升高温度，催化剂活性反而会下降。

因此，在催化剂基本硫化完成后，将催化剂床层温度升至450℃，Mo、Co、S的结构形态将发生变化，使催化剂中Mo-Co-S形态的Co原子数增多至最大值，催化剂活性也达到最大值。高温处理时CS2浓度不必很高，一般(以H2S计)保持在1~2g/m3即可。1.5硫含量与炉温的关系钴钼催化剂硫化过程中硫含量与炉温的控制关系应遵循“增硫不升温，升温不增硫”的原则。钴钼催化剂高温硫化数据见下表。催化剂升温硫化数据1.6硫化坚持“不升温升硫，不升温不加硫”的原则，防止催化剂严重过热，严格控制催化剂温度不超过450℃。若催化剂升温过快，超过450℃，应立即停止加CS2，降低氮气入口温度，加大煤气流量，使床层快速降温。1.7硫化完成后，全面置换氮气系统，持续加氮气，每次浸取取样分析H2S为零。3.气体连接钴钼催化剂升温硫化完成后，接通原料气会出现过热现象，不仅造成催化剂热老化，还会使催化剂部分有效成分升华，降低钴钼催化剂的使用寿命。经过几年的探索，建议钴钼催化剂升温硫化或二次硫化后通气时应注意以下几点：1、钴钼催化剂升温硫化完成后，应将催化剂床层温度降至300℃左右，不宜过高。

2、钴钼催化剂升温硫化完成后，在冷却催化剂时，应增加氮气排放和新鲜氮气补充，以除去变换炉中过量的CS2。3、当变换炉收到原料气时，一般要立即补充足够的高压蒸汽，同时要保证足够的H2含量，以防止脱硫现象的发生。4、一旦发现催化剂温度过热，严禁停止通气，不能使气体在变换炉内窒息，可增加氮气补充量，减少气体加入量，逐步更换温度并冷却。四、操作在日常生产操作中，由于钴钼催化剂制备方法的局限性，它的一个最大的缺点就是活性容易降低甚至丧失。因此，在操作过程中有以下几点需要注意。 1、脱硫的影响一般来说，床层温度升高、汽气比增大、H2S含量降低是引起脱硫发生的三大原因，只有这三个条件同时具备时，才会产生脱硫现象。 2、冷凝水影响冷凝水会造成催化剂的粘结、结块、偏转，甚至造成组分损失。 3、杂质影响催化剂粉尘、油污、硫磺等杂质进入炉内，会造成催化剂的物理包裹、粘结和偏转，因此在催化剂装填过程中或装置运行过程中，可采取加装过滤器等相关预防措施。 4、加压过程要缓慢，当压力升至1.0-1.5MPa时最好先运转3-4小时后再逐渐升压，加压速度≤0.4MPa/min，使催化剂在压力下继续深度硫化，从而发挥最佳催化剂活性。

五、结语钴钼催化剂生产过程中的不利因素很多，我们在日常工作中要多观察、多分析，尽量避免不利因素的发生。因此，在应用钴钼催化剂过程中要及时调整，及时沟通、总结，确保催化剂的长期稳定运行。参考文献[1]宋先文，吕洪浩.钴钼催化剂超温运行原因分析，化肥设计，2006年44卷5期。[2]唐太平，杨瑞华.钴钼催化剂活性降低的原因及对策，中国氮肥，2006年4期。[3]陈劲松，李小丁.一氧化碳低温变换工艺及在中国氮肥厂的应用。中国氮肥，1997年第2期。 [4]项德辉，刘会云 肥料催化剂使用手册。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，现为净化厂助理工程师，从事煤化工生产管理工作。 序号 阶段 时间/h 升温速度/℃•h-1 升温范围/℃ CS2加入量/L•h-1 加热7 35 0～250 0 2 初始阶段3 20 250～300 20～40 3 主阶段7～10 20 300～350 50～60 4 5 强化阶段 冷却置换2～3 4 0 380～400 冷却 300℃ 50～60 工艺设备099