克劳斯尾气加氢处理催化剂
该催化剂是以氧化铝为载体,以钴、镍、钼为活性组分的克劳斯尾气加氢催化剂。该催化剂具有活性组分分布均匀、低温克劳斯活性高和有机硫水解活性好的特点。该催化剂适用于低温型克劳斯尾气加氢装置,也可以用于常规的克劳斯尾气加氢装置。
1、催化剂的质量指标:外观,兰灰色三叶草条;外形尺寸(mm)φ2~3×5~10;CoO%(m/m)≥1.5;NiO%(m/m)≥1.2;MoO3%(m/m)≥12;比表面积(m2/g)≥200;比孔容(ml/g)≥0.35;堆密度(kg/L)0.60~0.70;平均压碎强度(N/cm)≥120。
2、装置开工注意事项
2.1催化剂的装填
催化剂的装填应在干燥的条件下进行,避免在阴雨天气或环境湿度很大的情况下装填催化剂,以免影响的机械强度。催化剂装填前,一定要把反应器内部清扫干净,将蓖子板安装就位,铺上8目不锈钢丝网后,先装φ20mm的瓷球100mm高,摊平后再装φ10mm的瓷球50mm高,再摊平后开始装填催化剂(要求蓖子板和丝网至少能确保使用3年)。装填催化剂时,应该先将催化剂装入布袋中,再吊入反应器,催化剂的下落高度不大于500mm。催化剂装填过程中如需要装填人员进到反应器内操作,应垫好木板,装填人员必须站在木板上操作;催化剂摊平时,最好使用木质器具。催化剂装填至预定高度后,应该用木制器具将催化剂摊平,最好先铺上8目不锈钢丝网,然后铺压上100mm高的φ10mm瓷球,以减缓气流对催化剂表层的冲击。催化剂装填完毕后,应立即封好人孔;启用前应避免与水、汽过接触;开工前应先用干燥风进行吹扫,除去床层粉末。
2.2催化剂干燥
要求反应器入口温度以20~30℃/h的速度升至120℃,恒温2小时脱除吸附水;待床层温度达到200℃后,再恒温2小时。上述过程须应注意入口温度≯300℃;并且为了确保燃料气体的完全燃烧,要求至少每半小时必须分析一次O2含量和H2含量,O2含量应控制在1.0%以上。催化剂在没有硫磺尾气存在时,还应避免在>200℃的高温条件下与H2接触,以免损害催化剂,影响加氢活性。
2.3催化剂硫化
当催化剂床层温度升到200℃时,应及时调整上游克劳斯装置的操作条件,使硫磺尾气中(H2S+COS)/SO2的比值达到4~6,同时提高燃料气中的H2含量,使反应器入口的H2含量保持在3%左右。随后要求反应器入口按20℃/h的速度继续升温,当床层中部温度达到250℃时再次进行恒温操作,并将反应器入口的H2含量提高到4%至5%的范围,在250℃的条件下恒温一段时间,以使催化剂得以硫化活化,当反应器入口与出口的H2S浓度达到平衡或反应器出口的H2S浓度略高于入口的H2S浓度为时,可以认为催化剂已硫化完毕(催化剂的硫化活化是否完成?亦可参考床层温升变化情况,当床层温度不再上升或略有下降时,也表明催化剂硫化结束)。在催化剂硫化期间,应每小时取一次样分析反应器出、入口气体中的H2S、SO2和H2的含量,以便及时掌握硫化状况的进展。
2.4装置正常生产
催化剂硫化结束后,要求反应器入口以20℃/h的速度升温,至床层温度达到300℃时,恒温4小时并恢复上游克劳斯装置(H2S+COS)/SO2=2:1的正常操作。当装置进入正常操作时,反应器的入口温度一般控制在230℃;随着运转时间的延长,若加氢效果不佳,可提高反应器的入口温度,用以提高催化剂的活性,最终达到反应器出口不含SO2和COS的技术要求。装置转入正常生产后,应每隔2小时采一次样,分析反应器出、入口的气体组成,并注意入口气体中H2、SO2、COS、CO2、O2、H2S等组分的变化情况,还要特别注意入口工艺气中H2的含量,一般应控制在2~4%的范围,以保证加氢条件;出口工艺气则不允许含有O2,以免后续催化剂中毒及床层温度升高,从而影响加氢效果和催化剂寿命。
3、装置停工注意事项
3.1催化剂的钝化处理
在装置停工前,应控制催化剂床层中部温度以20~30℃/h的速度降温,降至250℃时将硫磺尾气放空,同时调整配风量,使H2和O2在炉内得以完全燃烧。在上述降温过程中,要求每一小时采一次样分析反应器出、入口的气体组成,;硫磺尾气全部放空后,则每隔半小时采一次样分析反应器入口的H2、O2的含量,要求不含有H2的量,以避免催化剂与H2接触,同时要求将O2含量控制在0.5~1.0%的范围。
继续降温至100℃时可保持恒温操作,对催化剂进行钝化处理(要求将反应器的入口温度控制在100±10℃,入口O2含量控制在0.5~1.0%范围),当床层温升不明显时,可以按梯次逐步将O2含量提高至2%、3%... ...直至5%(在此过程中,必须保证反应器床层温度≯150℃)。当反应器出入口工艺气中的H2S、SO2、H2、O2、CO2等成分的含量基本上达到一个平衡值、且床层无升温时,可以认为钝化已经结束。
3.2催化剂的烧焦
催化剂钝化完毕后,将混合室出口温度以20~30℃/h速度升温至360~380℃。升温时注意,要求反应器入口工艺气中O2含量≯0.5%。当床层中部温度达到360℃后开始恒温,对催化剂进行缓慢烧焦处理。此时应认真观察反应器床层温度,每小时要采样一次,分析反应器出、入口工艺气中的H2、O2、CO2、SO2含量。当反应器出、入口过程气中的O2、CO2达到平衡且床层温度保持稳定时,可以将反应器入口的O2含量根据现场的实际情况逐步提高至2%、3%... ...直至5%。O2含量每提高一个梯次水平,若发现床层温度上升较快,应适当降低反应器入口的O2含量,使床层温度回落至360~380℃;然后再逐渐提高反应器入口的O2含量;每次提高,都要认真观察床层温度及出口气体组成的变化,并每隔一小时就要采样分析反应器出、入口气体中的H2、O2、CO2、SO2等组分的含量。在整个烧焦过程中,要求将混合室出口温度控制在360±10℃,反应器床层温度则不高于400℃,短时间最高温度≯450℃。当反应器床层各部温度与入口温度基本相同,并且反应器的出、入口气体组成亦基本相同时,可以认为烧焦完毕。
在上述烧焦操作过程中,若出现床层温度上升过快,并且已超过了400℃时,则可按紧急情况而采取应急措施予以处理,具体方法如下:降低配风量,保证反应器入口O2含量控制在0.5%以下或者不含O2;增大冷回流量;向反应器注入N2;
若以上措施仍然无成效,则可通入少量的过热水蒸汽,使床层温度以10~20℃/h速度降温至小于400℃(在打开过热蒸汽阀之前,必须先打开付线阀,彻底排除管线里的冷凝水,以免催化剂受到损伤)。催化剂烧焦完毕后,将反应器床层温度以20~30℃/h速度降温至常温,然后密封反应器待用。
4、催化剂的包装、运输和储存
催化剂用硬质纸板桶包装,内衬塑料袋(或根据用户要求包装)催化剂在运输过程中应注意防潮,避免滚动、摔碰等激烈震荡,应有防雨设施。催化剂应存储在干燥通风的仓库内,严防污染或受潮。