Hydrokonversionskatalysator für organische Sulfide mit hoher organischer Schwefelkonversionsfähigkeit
1Merkmale und Anwendungsbereich
Some catalysts used in hydrocarbon-based large-scale ammonia plants is sensitive to sulfur compounds and prone to be poisoned and deterioration in activity when sulfur content in feed gas exceeds certain valueDer Kobalt-Molybdän-Hydrokonversionskatalysator und Zinkoxid werden üblicherweise zur Entschwefelung von Futtergasen oder -ölen verwendet.
Der T201-Hydrokonversionskatalysator mit hoher organischer Schwefelkonvertierungsfähigkeit ist für die Hydrokonversion von Futtergasen für große Ammoniakanlagen geeignet.Es kann organischen Schwefel in Futtergasen auf weniger als 0.1 ppm.
Die wichtigsten Hydrokonversionsreaktionen sind folgende:
RSH+H2 = RH+H2S
R1SSR2+3H2 = R1H+R2H+H2S
R1SR2+2H2 = R1H+R2H+H2S
C4H4S+4H2 = C4H10+H2S
CO+H2 = CO+H2S
wobei R=Alkylgruppen.
Dieses Produkt ist auch für die organische Schwefelhydrokonversion von leichten Ölen oder gasförmigen Kohlenwasserstoffen in der Petrochemie geeignet.
2. Physikalische Eigenschaften
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Aussehen
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Lichtblaue Extrusions
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Partikelgröße / mm
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φ3 × 4 ̇15
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Massendichte/kg·L-1
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0.60 ̊0.70
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3.Qualitätsnorm
Gemäß der Industriestandard HG2505-93 sollte der Katalysator T201 der folgenden Norm entsprechen:
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Niederschlagfestigkeit,N·cm-1
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Min. 80
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Abnutzungsverlust, %
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Maximal drei.0
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Thiopheneumwandlung, %
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99
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4. Referenz Betriebsbedingungen
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Organisches Schwefel in Gasen oder Öl, ppm
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100 bis 200
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H2-ölvolumenverhältnis
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50 bis 100
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oder Wasserstoffgehalt des Futtergases, %
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2-5 (Vol.
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LHSV, h-1
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1 bis 6
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GHSV,h-1
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1000 bis 2000
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Betriebsdruck, MPa
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1.0-4.0
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Betriebstemperatur, °C
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300 bis 450
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Ammoniak in hydriertem Gas, ppm
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max100
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Arsen in Futteröl, ppb
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max100
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Organisches Schwefel in hydriertem Gas oder Öl, ppm
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Maximal 0.1
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Die Wasserstoffreaktionen finden bei 300 bis 450°C statt. Die Anfangstemperatur wird in der Regel bei 350 bis 380°C kontrolliert. Bei der Wasserstoffverbrennung wird die Verbrennung von Schwefel durch die Verbrennung von Schwefel aus der Öleinspeisung verhindert.Die Betriebstemperatur im 1. Abschnitt sollte so sein, dass eine Schwefelkonzentration von 2 ‰ 10 ppm im Abflusskraftstoff gewährleistet ist., um den Katalysator im 2. Abschnitt in sulfidisiertem Zustand zu halten.
5. Verladung
(1) Der Reaktor wird vor dem Laden von Abfällen gereinigt und der Katalysator von Pulver abgeschirmt.Innerhalb des Reaktors arbeitende Bediener sollten auf einer breiten Holzplatte stehen, ohne direkt auf den Katalysator zu treten..
(2) Die Katalysatorpartikel werden von den Inertkugeln durch ein rostfreies Drahtnetz mit einer kleineren Maschenöffnung als der Katalysator getrennt.
(3) Verwenden Sie einen mit einem Stoffrohr des Typs S verbundenen Trichter, um den Katalysator langsam und gleichmäßig von einer Höchsthöhe von 1 zu fallen.2 m zum Reaktor, wobei das untere Ende des Rohres festgehalten wird, um Bruch der Partikel zu verhindern.
(4) Die Ladebetreiber sollten während des Lades nicht direkt auf dem Katalysatorbett stehen.
6Start und Katalysatorvorschwefelung
Das System wird mit Stickstoff oder anderen Gasen gereinigt und anschließend der Katalysatorbett mit Stickstoff, Wasserstoff-Stickstoff oder Erdgas erwärmt.und anschließend 30°50°C/h bis 220°C. Dann wird die Vor-Sulfidation während des Aufwärms durchgeführt.
Für die erste Verwendung des Katalysators ist in der Regel keine Vorsulfidisierung erforderlich, wenn Erdgas, zugehöriges Gas oder leichtes Naphtha als Ausgangsmaterial verwendet wird.Da anorganischer Schwefel im gasförmigen Futterstoff während des Betriebs schrittweise zu einer Schwefelbildung führen kannBei der Behandlung von Kohlenwasserstoffen mit hohem Schwefelgehalt und/oder kompliziertem Schwefelgehalt ist jedoch erstmals ein Vorsulfidansatz erforderlich, um eine höhere Hydrierungsaktivität zu erzielen.Die absorbierten Schwefelwerte belaufen sich am Ende der Vorsulfidation auf etwa 5% des Gesamtgewichts des Katalysators..
Das Vorschwefelverfahren erfolgt auf zweierlei Weise:
(1)Zusatz von CS2 in Stickstoff oder Wasserstoff
CS2 wird nach Aufheizung bis 220°C in das Einspeisegas (Wasserstoff-Stickstoff oder Wasserstoff) eingesetzt. Vorsulfidation wird bei 20°C/h bis zur Betriebstemperatur durchgeführt.Die Vorschwefelung kann als vollständig angesehen werden, wenn schwefelhaltiges Gas hinzugefügt wird, das der theoretischen Schwefeladsorptionskapazität des Katalysators entspricht..
Zustand der Vorschwefelung:
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Schwefel im Gasstrom, %
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0.5-1.0 (Vol.)
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GHSV, h-1
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400 bis 600
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Druck, Mpa
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Atmosphärischer bis niedriger Druck ((max0,5)
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(2)Zusatz von CS2 in leichtes Öl (vorzugsweise leichtes Naphtha)
Wenn die Betttemperatur 220°C erreicht hat, wird das Sulfidmittel in das Katalysatorbett geleitet. Das Sulfidationsverfahren wird bei 20°C/h bis zur Betriebstemperatur fortgesetzt.Die Vorschwefelung kann als vollständig angesehen werden, wenn ein Schwefelmittel hinzugefügt wird, das der theoretischen Schwefelabsorptionskapazität des Katalysators entsprichtDann erhöhen Sie den Druck auf den Betriebszustand, wechseln Sie auf die Kohlenwasserstoffzufuhr und stellen Sie die Temperatur, LHSV und Wasserstoff/Öl ein und gehen Sie schrittweise zum normalen Volllastbetrieb über.
Die Betriebstemperatur im späteren Betriebsstadium des Katalysators entsprechend erhöhen, um seine Aktivität zu erhöhen.
Zustand der Vorschwefelung:
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Schwefel in Schwefelmedium, %
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0.5-1.0 ((Wt)
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Wasserstoff-Öl-Verhältnis
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600 (vol)
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Druck, MPa
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0.5
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LHSV, h-1
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1.0
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7 Abschaltung
(1) Vorübergehende Abschaltung
Für flüssige Zufuhr muss die Zufuhr abgeschaltet, das System für eine Stunde gereinigt und alle flüssigen Kohlenwasserstoffe entfernt werden, die Ein- und Ausgangssäulen geschlossen und Temperatur und Druck im Reaktor aufrechterhalten werden.Verringerung der Futterzufuhr und Aufrechterhaltung des Drucks.
(2)Langfristige Stilllegung
Bei einem langfristigen Stillstand ohne Abbau des Reaktors wird die Last auf 30% gesenkt, die Temperatur bei 30-50°C/h auf 250°C und der Druck auf 1,5 MPa bei höchstens 0 gesenkt.5 MPa/h, um Katalysatorbruch zu vermeiden. Dann die Zufuhr abbrechen, das System für 1 h mit Wasserstoff reinigen, die Ein- und Ausgangsklappe schließen, den Druck auf positiv (nicht weniger als 0,1 MPa) halten und die Temperatur natürlich fallen lassen.für Gasfuttermittel, Schneiden Sie die Futterzufuhr ab und senken Sie Druck und Temperatur mit der oben genannten Geschwindigkeit.
Bei einer langfristigen Abschaltung mit Demontage des Reaktors wird das System mit Stickstoff gereinigt, der positive Druck aufrechterhalten und die Temperatur auf 40 °C gesenkt.
(3)Start nach Abschaltung
Dieselbe Vorgehensweise wie beim Anfangsbetrieb: Bei flüssiger Zufuhr wird mit Stickstoff oder inertem Gas bis zur Betriebstemperatur erwärmt, um eine Reduktion des Katalysators (vor allem bei über 250°C) zu vermeiden.Dann wechseln Sie zu Futteröl und Wasserstoff- Bei gasförmigem Futter direkt mit gasförmigem Futter und Wasserstoff erwärmen.
Bei Verwendung von Hydrierungsgas zum Aufwärmen werden Kohlenwasserstoffe unmittelbar nach Überschreitung des Taupunkts des flüssigen Kohlenwasserstoffs in den Reaktor eingespeist.und dann die Aufwärmung bis zur Betriebstemperatur fortsetzen.
(4)Zufallsschließung
Aufgrund der unterschiedlichen Ursachen von Unfällen kann kein allgemeines Verfahren für ein zufälliges Herunterfahren festgelegt werden.
1Eine Temperatursenkung von mehr als 50°C/h bei einer Reaktortemperatur von mehr als 200°C ist sowohl für die Festigkeit als auch für die Aktivität und Lebensdauer des Reaktors schädlich.
Der Reaktor kann eine kurze Unterbrechung der Wasserstoffversorgung (mehrere Minuten) tolerieren.manchmal so schwerwiegend, dass eine Regeneration oder Umstellung erforderlich ist.
Langfristiger Kontakt mit schwefelfreiem Wasserstoff bei über 250°C kann zu einer Reduktion und damit zu einem Verlust der Aktivität des Katalysators führen.
8. Regeneration
Die Aktivität des Katalysators kann sich mit der Betriebszeit aufgrund der Koksbildung verschlechtern, und wenn diese Verschlechterung für die Betriebsanforderungen unerträglich wird, ist eine Regeneration des Katalysators erforderlich.
Abschalten nach dem Verfahren Langzeitschalten ohne Abmontage. Temperatur auf 250 °C und Druck auf atmosphärisch senken und dann lufthaltigen Dampf (0,5-1.0% Sauerstoff) in den Reaktor zur RegenerationErhöhen Sie die Sauerstoffkonzentration im Dampf und erhöhen Sie die Temperatur bis zur vollständigen Luft.Beibehalten bei 450°C (maximal 475°C) für 4 Stunden, nachdem kein Temperaturanstieg stattgefunden hat und die Sauerstoffkonzentration am Ein- und Ausgang gleich istDann kann die Regeneration als abgeschlossen betrachtet werden.
Wird ein schneller Temperaturanstieg beobachtet, während die Sauerstoffkonzentration im Dampf erhöht wird, so wird die Zugabe von Luft eingestellt und nur Dampf auf den Temperaturanstieg übergeben.Wenn die Temperatur normal wird, wird die Luftzufuhr wieder aufgenommen und erhöht.Es kann eine exotherme Reaktion stattfinden, die bei 350 bis 400°C einen bemerkenswerten Temperaturanstieg verursacht.
Die Analyse der Sauerstoff- und CO2-Konzentration im Auslassstrom ist hilfreich, um den Fortschritt der Regeneration zu überprüfen.Die Regeneration kann als abgeschlossen angesehen werden, wenn sich der Sauerstoffstrom im Ein- und Ausflussstrom demselben. Die Luftströmung wird fortgesetzt und die Temperatur auf 40-50°C/h auf 220°C gesenkt. Anschließend wird auf Stickstoffreinigung und Vorschwefelung und schließlich auf normale Bedienung umgestellt.
Der Regenerationszyklus beträgt 2-3 Jahre unter normalen Betriebsbedingungen.
9. Verpackung und Lagerung
Der Katalysator ist in einem mit Plastiktüten ausgekleideten Eisenfass verpackt und sollte an einem trockenen und kühlen Ort aufbewahrt werden.Der Katalysator kann in der Regel mehrere Jahre lang ohne bemerkenswerte Verschlechterung der Eigenschaften und Aktivität gelagert werden.
während der Regeneration, um einen Temperaturanstieg zu verhindern, der zu einem Verlust der Aktivität des Katalysators führen kann.
