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固體硫化劑硫化DNB303Q型低溫耐硫變換催化劑總結
瀏覽: 發布日期:2017/3/18 17:12:01

山東臨朐大祥精細化工有限公司  
摘要 介紹新型固體硫化劑的特點,簡要敘述固體硫化劑硫化B303Q型低變催化劑過程
關鍵詞  升溫  硫化  固體硫化劑

2005年9月,江蘇恒盛化肥有限公司氮肥廠,在生產規模為合成氨22×104t/a、尿素35×104t/a、甲醇6×104t/a基礎上,又新上一套18×104t/a合成氨變換裝置。在低變催化劑DNB303Q升溫硫化時,改變以往使用CS2為硫化劑,頭一次使用ESS-1型固體硫化劑硫化催化劑,取得了良好的使用效果。
固體硫化劑的特點
我公司采用湖北化學研究院開發的ESS-1型固體硫化劑,每噸硫化劑可硫化4tCo-Mo系低變催化劑。公司低變爐共裝74m3催化劑,共購買20噸固體硫化劑,其特點為:
外形尺寸為∮9×(7~9)mm,短柱形顆粒,色澤為粉紅至淺棕色。
堆密度~1.0kg/L,機械強度:軸向≥600N,徑向:≥70N。
常溫下無氣味,不揮發,不自燃,運輸、貯存、使用安全可靠。
硫化過程
2.1 硫化原理
我公司采用山東臨朐大祥精細化工有限公司生產的DNB303Q型低溫耐硫變換催化劑,它是鈷鉬系催化劑,其主要成分為氧化鈷(CoO)和氧化鉬(MoO3)。使用前需要將其活化-硫化,使氧化態的鈷、鉬轉化為硫化態,方具有高的活性。
具體做法是以半水煤氣為載氣,將半水煤氣加熱到180℃以上,通過硫化劑會連續產生高濃度H2S的氣體,達到Co-Mo系耐硫變換催化劑硫化工藝的要求,生成的H2S與CoO和 MoO3反應生成CoS和 MoS2,催化劑才有高的活性。
化學反應式:
CoO+H2S==CoS+H2O+13.6kJ/mol
MoO3+2 H2S+ H2== MoS2+3 H2O+48.1kJ/mol
2.2硫化設備規格及型號
煤氣機  L94WD  電爐 ¢1200  1200Kw,硫化劑槽¢2800    低變爐¢4800
1#水加熱器  ¢1400    熱水塔  ¢2600
2#水加熱器  ¢1000    冷卻塔  ¢1200/1800
2.3硫化工藝流程(見圖1)
我公司采用氣體循環硫化法。在低變爐進口閥Z2關閉情況下,用煤氣機將煤氣打進電爐后,一路進硫化劑槽,其出口氣體與另一路不經硫化劑槽的氣體混合,分別進入低變爐上層、下層,上層走近路閥V4進入下層,然后從低變爐下層出口進入一水加熱器,熱水塔,二水加熱器,冷卻塔,將氣體冷卻到常溫,然后回到煤氣機進口,進行氣體循環。
2.4具體硫化過程
2.4.1升溫期:催化劑升溫同時固體硫化劑預熱,干半水煤氣經電爐加熱,控制電爐出口溫度280~300℃(全開閥①、②、③、④、⑤),用閥②調節,混合后的氣體溫度(如低變爐)200~220℃,氣體經冷卻后,進行循環,時間為12h,催化劑床層溫度在~200℃,空速為200~300h-1。微開放空閥,并向系統補半水煤氣。
2.4.2硫化期:控制電爐出口300~320℃,用閥②的開啟度調節入硫化劑槽氣量,控制催化劑床層溫度為200~350℃,硫化劑槽出口溫度140~200℃(注:硫化劑槽出口溫度越高帶走的

004.jpg

H2S越多),時間為~10h,空速為100~200h-1,待出口H2S含量達≥3 g/Nm3床層穿透結束(以各段出口H2S為準)。
當H2S穿透一段催化劑時,二段比一段穿透要快,當前1h一段,H2S為20g/Nm3,如不調節硫化劑槽進氣量,很可能后1h出口H2S要漲到60~80 g/Nm3。當發現低變出口H2S很高時,應切斷H2S進氣量,暫停加H2S,待到H2S含量低于20~30 g/Nm3,稍開補硫閥③補硫。主硫化期硫化氫含量見表1。
                         表1   主硫化期硫化氫含量(g/Nm3)

時間
0:00
1:00
2:30
4:30
5:30
6:00
6:30
8:00
9:00
9:30
10:00
一段H2S
8.69
10.03
12.07
21.42
二段H2S
22.40
83.30
95.10
22.70
31.00
37.00
28.50

續表

時間
10:30
11:00
11:30
12:00
12:30
13:00
13:30
14:00
14:30
15:00
二段H2S
22.40
15.30
17.00
15.10
13.50
12.50
10.30
8.16
11.20
12.80

續表

時間
15:30
16:00
16:30
17:00
17:30
18:00
19:00
20:00
二段H2S
13.26
14.62
22.44
26.18
26.00
29.40
32.96
42.20

2.4.3強化期:電爐出口氣體溫度提到420~430℃,空速100~200h-1催化劑各點溫度為400~410℃,出口氣H2S含量≥15g/Nm3,時間約為6h,然后進出口H2S含量達到或接近出口氣H2S含量連續三次≥15 g/Nm3硫化全部結束。強化期H2S含量見表2
                         表2  強化期H2S含量(單位:g/Nm3)

時間
21:00
22:00
23:00
0:00
1:00
2:00
3:00
二段H2S
40.64
48.50
57.80
56.00
55.08
45.90
35.36

3:00硫化氫含量基本沒有變化,硫化結束。停止加硫化氫。當催化劑溫度穩定2h后燜爐。

停掉電爐、煤氣機及其進出口閥、近路閥。關閉低變爐出口大閥Z4、低變爐放空閥、電爐出口閥②、硫化劑槽出口閥③、電爐至低變爐近路閥①、低變爐上層進口閥④、下層進口閥⑤。同時低變爐用氮氣保壓。等待全廠停車與系統合攏。
系統合攏后,用半水煤氣置換低變爐內及一水加熱器、熱水塔、二水加熱器、冷卻器內殘余的硫。當系統出口硫化氫含量≤1 g/Nm3,床層溫度180~200℃,方可并入系統生產。
在操作中要注意的幾點
3.1煤氣進出口壓力要派專人看管,進口應保持在150~200mm貢柱(20.00~26.67kPa),免得抽成負壓。
3.2在升溫硫化過程中要微開系統出口放空閥,并向煤氣機進口補半水煤氣(補氫)?刂坪梅趴樟繙p少硫化氫的損失,以電爐進口閥來調節氣量,常壓硫化。
3.3硫化劑槽的溫度在≥180℃時,方生產高濃度硫化氫,在整個硫化過程中,要在催化劑升溫同時給固體硫化劑預熱,控制電爐出口入低變爐氣體溫度。同時保證有少量氣體通過硫化劑槽。
3.4氣體中的硫化氫濃度的調節,通過控制閥①和閥②的開啟度來調節入硫化劑槽氣量,氣體溫度越高入槽越少,不允許大量氣體直接進入硫化劑槽,以分析各段出口硫化氫濃度來調節入硫化劑槽的氣量。
3.5催化劑溫度升到120℃時恒溫2~4h,保證催化劑低溫下出盡物理水,并隨時排放各處倒淋。
3.6熱點溫度≤220℃,底部溫度≥150℃開始通硫化氫。
3.7在低變催化劑硫化期間,禁止開熱水泵。要在硫化前開泵打水使熱水塔有一定液位,以后就不要再調節。一水加熱器管內水放掉,并打開水相倒淋閥。只開二水加熱器水循環,冷卻器水循環,以冷卻硫化氣體。
3.8在開車前趕硫置換時,不要在低變爐出口放空,免得因氣體溫度高而在放空處著火,要在系統出口放空,氣體經過二水加熱器、冷卻器冷卻后放空比較安全。
3.9熱水塔置換很關鍵,因氣體經過熱水塔,塔內水硫含量很高,熱水塔要單獨用水置換,將水排掉。千萬不要開熱水泵循環置換,這樣可以減少硫對設備的腐蝕。置換時間為5~6h。
4.硫化效果
4.1在硫化過程中,使用固體硫化劑硫化低變催化劑,節約煤氣。操作易調易控,升溫速度平穩,因硫化氫與CoO和MoO3反應放熱量小,沒有出現熱點溫度猛漲現象,安全可靠。避免用CS2硫化時,因CS2反應不完全,放空時產生的著火現象(因CS2易燃、易爆、易揮發,給生產帶來很大的隱患)。并且用CS2硫化時催化劑溫度易猛漲,很容易燒壞催化劑。
4.2生產運行
生產運行4周時間,中變爐與低變爐出口CO見表3
表3  中變爐與低變爐出口CO

中變爐出口CO%
低變爐出口CO%
7.8
1.5
8.0
1.7
7.8
1.5
7.9
1.6

總之,用固體硫化劑硫化低變催化劑,活性好,安全可靠。

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