3-CO变换催化剂的选择与使用寿命.pdf

《3-CO变换催化剂的选择与使用寿命.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、西部煤化工2010年第1期·催化剂·CO变换催化剂的选择与使用寿命刘伟（中国神华煤制油包头煤制烯烃分公司，内蒙古包头，014010）摘要介绍了一氧化碳变换催化剂的工艺性能、操作温度。要延长催化剂的使用寿命，必须在开停车时掌握升降温速率，催化剂硫化时应注意操作，防止工艺气及其他气体对催化剂的影响关键词CO变换催化剂；催化剂选择；催化剂寿命一氧化碳变换技术的发展是取决于变换催化原料气的性质影响到变换催化剂的选择，本项剂性能。变换催化剂的性能及热回收方式决定了变目采用壳牌煤气化工艺，煤气中CO含量高达换工艺的流程配置及工艺先进性。根据目前大中型63.2%(干基

2、)，总硫含量约0.1％，该原料气性质较甲醇装置的变换工艺在整个净化工艺中的配置情特殊，对催化剂的选择更加重要。如采用Fe-Cr系况来看，变换使用的催化剂和热回收方式是关键。中高温变换工艺，有如下问题：由于Fe-Cr系催化剂不能适应煤气中较高浓度1催化剂的选择的硫化物，需将煤气先脱硫再变换，使得整个系统Fe-Cr系变换催化剂的变换工艺，操作温度在流程过于复杂，存在“冷热病”问题。Fe-Cr系催化320～500℃，称为中、高温变换工艺，其操作温度剂起活温度较高，一般在300℃以上，壳牌煤气化较高，反应的平衡程度决定了原料气在高水/气比下工艺，煤气一氧化碳含量

3、高达62％，变换反应推动经变换后仍有3％左右的CO。其抗硫毒能力差，蒸力很大，此外为防止催化剂被还原，变换后的水气汽消耗较高，有最低水气比要求。比应大于0.8，则变换入口水气比在1.7以上，需要Cu-Zn系变换催化剂的变换工艺，操作温度在消耗大量外加蒸汽，因此变换反应极易超温，一段180～280℃，称为低温变换工艺。这种工艺要求变变换反应的热点温度超过500℃，使催化剂使用寿换温升较小通常串联在中、高温变换工艺之后，将命大大缩短，因而不仅使变换炉的造价大大提高，3％～5％左右的CO降低到0.3%以下。Cu-Zn系而且很难控制反应床温度，因此不宜采用Fe-

4、Cr系变换催化剂的抗硫毒能力极差，适用于总硫含量低催化剂。Cu-Zn系低温变换工艺一般在天然气流程-6于0.1×10(V/V)的气体，因此，必须要求原料气中使用，由于其原料气中硫含量极低，通常串联在先脱硫再变换。中、高温变换工艺之后，将3％左右的CO降低到Co-Mo系变换催化剂的变换工艺，操作温度在0.3%以下，因此也不宜采用Cu-Zn系催化剂。所以240～500℃，称为耐硫宽温变换工艺，如果Co-Mo本装置选用的是Co—Mo系催化剂K8-11系变换串联在中温变换后一般称其为耐硫低温变换。宽温变换催化剂操作温区较宽，原料气经变换2延长催化剂的使用寿命的方

5、法后CO可降至1.0％以下；耐硫低温变换催化剂操催化剂在整个合成系统中起着非常重要的作作温度一般在180～240℃，原料气经变换后CO可用，在开车、导气、加减负荷时，因为温度压力波降至0.3％以下，Co-Mo系变换催化剂的抗硫能力动大很容易使催化剂比表面积和机械强度下降，从极强，对总硫含量无上限要求，同时对水气比也无而导致其活性下降和使用寿命缩命缩短，甚至报苛刻的要求。废。在这些过程中，应掌握“少量、多次”的原则-67-西部煤化工2010年第1期来操作，保护催化剂，尽量维护其活性、延长催化CO分解反应：剂的使用寿命。决定催化剂寿命的因素有：一是催2CO→

6、C+CO2-Q②化剂活性，二是催化剂机械强度。如催化剂活性下CO+H2→C+H2O-Q③降太多，势必难以获得工业生产所需要的CO变化甲烷化反应：率，而机械强度下降后，床层阻力将会上升，使系2CO+2H2→CH4+CO2+Q④统压力损失增大，同时粉尘流向下游工序造成对下CO+3H→2CH4+H2O+Q⑤游工序的污染。在工业生产中，总是需要尽最大可CO2+4H4→CH4+2H2O+Q⑥能的保护好催化剂，对于价格昂贵的催化剂，更是2.2.4硫化过程中副反应之间的关系及危害希望最大的延长其使用寿命。当Co—Mo系催化剂在硫化过程中，催化剂活性逐渐增加，反应①替代

7、了Fe—Cr系催化剂和Cn—Zn系催化剂后，怎逐渐进行。CO分解反应为吸热反应，因为反应①为样延长Co—Mo系催化剂使用寿命便日渐提上了日放热反应，固促使反应②和③逐渐进行，反应不断程。生成粉末状碳和水蒸气。一方面，碳末不断在催化2.1开停车时升降温速率要适当掌握剂表面沉积，覆盖催化剂表面，使催化剂活性下降，升温过程宜缓慢进行，不大于25←C/h对变换阻力降上升，缩短使用寿命；另一方面，反应③生炉进行升温，若在短时间温度上升太快，容易导致成的水蒸气又容易使硫化态的催化剂发生水解反催化剂床层温度不均，使催化剂机械强度受损。当应，水解与硫化是一个可逆化学反应

8、过程，反应方床层温度≥220←C时即可进行催化剂的硫化操作。程式如下：2.2催化