低纯氢作为硫回收装置氢源的可行性研究.pdf

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1、研究与开发齐QI鲁LU石油PE化TR工OC，H2E0M13IC，A4L1(3TE)C：H18N4OL—O1G8Y7低纯氢作为硫回收装置氢源的可行性研究陶卫东，刘剑利，刘爱华，许金山，刘增让(中国石化齐鲁分公司研究院，山东淄博255400)摘要：低纯氢作为硫回收装置氢源的可行性研究试验结果表明：使用LSH一02低温Claus尾气加氢催化剂，可将氢气体积分数为67％以上的加氢释放气作为硫磺装置的氢源。关键词：低纯氢硫回收装置氢源Claus尾气加氢中图分类号：TE624．4文献标识码：B文章编号：1009—9859(2013)03—0184—041概述源，对此2种催化剂进行了实验室

2、性能考察，开展目前，国内炼油厂加氢装置每年产生大量的了低纯氢作为硫回收装置氢源的可行性研究。低纯度氢气(低纯氢)，氢气体积分数一般在50％～80％，大部分作为制氢原料或进行膜分离处理，2试验部分提高氢气纯度后再进行PSA处理，为加氢装置提2．1试验装置及方法供合格氢源，但成本较高；少量的并入瓦斯管网作试验是在10mL硫磺微反装置上进行的，反为燃料气烧掉，但热值较低。应器由内径20mm的不锈钢管制成，置于恒温箱国内硫回收装置Claus尾气加氢单元使用的内，恒温箱采用电加热方式，近似等温炉体。催化氢气体积分数一般为95％以上，加氢成本较高。剂装填量为10mL。反应气(干基)体积组

3、成：H：s但随着国家对节能减排的13益重视，不少石化企1％、SO20．6％、CS20．5％、H28％，其余为氮气和业有使用廉价氢源代替原氢源的设想，但至今未烃类，此外水蒸气占总体积分数30％。反应条件见工业化实施的报导。使用低纯氢作为氢源取代为体积空速(干基)1600h～、反应温度250℃(或目前硫回收装置使用的氢源，对于硫磺装置节能300℃)，压力为常压。降耗和降低加工成本具有重要的意义。(1)催化剂的sO：加氢转化率叼。，计算公式中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂(简称胜如下：炼)共有4套硫磺回收装置，其中80kt／a装置2M0-M1：—套、40kt／a装置1套、10kt／a装

4、置1套。4套硫磺r／so，2百×100％(L1)装置每小时需使用氢气1400～1600m，每年消其中，、分别代表反应器入口及出口处耗氢气1．2kt以上。第1套80kt／a硫磺回收装SO的体积分数，％。置于2008年11月更换成中国石化齐鲁分公司研(2)根据下式计算催化剂的水解转化率叼，：究院开发的LSH一02低温型Claus尾气加氢催化，r／cs，：—■一×x100％(2)，剂，该催化剂具有低温活性好、抗结炭能力强的特L,0点，反应器人口温度220～230oC；第2套80kt／a其中，c。、c分别为反应器入口及出口处cs硫磺回收装置于2008年5月开工，使用中国石化的体积分数

5、，％。齐鲁分公司研究院早期开发的LS一951T常规克收稿日期：2013—04—23；修回日期：2013一O7—17。劳斯尾气加氢催化剂，该催化剂相比LSH一02催作者简介：陶卫东(1967一)，男，浙江宁波人，工程师。1988化剂使用温度高60℃以上，反应器人口温度280年毕业于兰州化工学校无机化工专业，现在中国石化齐鲁分～300oC，高温使用抗积炭能力较差。利用低纯公司研究院从事工业催化研究工作。电话：0533—7512155；氢代替高纯氢作为Claus尾气加氢催化剂的氢E—mail：qlshtwd@163．tom。第3期陶卫东，等．低纯氢作为硫回收装置氢源的可行性研究2．

6、2试验所用氢源(见表1)氢气体积分数分别为80％、50％的加氢释放气，在10mL微反装置上对LSH一02催化剂和LS一951T催化剂分别进行了性能考察。表1更换氢源前后净化瓦斯组成体积分数，％图21、2原料气LSH一02催化剂稳定性考察从图1和图2结果可以看出，分别以氢纯度为51．68％、82．31％的净化瓦斯取代原氢源，在一定的条件下，催化剂的s0加氢转化率和cs转化率都达到了100％，对催化剂的活性基本没有影响。3．2催化剂稳定性的考察为考察催化剂的稳定性，在实验室分别以含3结果与讨论氢51．68％、82．31％的净化瓦斯作为试验所用氢3．1催化剂催化性能的考察源(1、2

7、原料气)，反应床层温度250℃，其他条以氢源1配制的原料气(加氢反应器人口混件同2．1，对LSH一02催化剂分别进行了500h活、合气体)标识为1原料气，以氢源2配置的原料性评价，结果见图2；反应床层温度300℃，其他气(加氢反应器人口混合气体)标识为2原料气，条件同2．1，对LS一951T催化剂分别进行了500h原料气的组成见表2，试验结果见图1、2。活性评价，结果见图3。表2模拟原料气组成体积分数，％图31、2原料气LS一951T催化剂稳定性考察从图2和图3的结果可以看出，分别以51．68％、82．