Катализатор гидроконверсии органических сульфидов с высокой способностью к конверсии органической серы
1Особенности и область применения
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 valueКобальтомолибденовый гидроконверсионный катализатор и оксид цинка обычно используются для обезсерживания газообразных материалов или масел.
Катализатор гидропреобразования T201 с высокой способностью к преобразованию органической серы применим для гидропреобразования кормовых газов для крупномасштабных аммиачных установок.Он может снизить содержание органической серы в кормах до 0..1 ppm.
Основные реакции гидроконверсии:
RSH+H2 = RH+H2S
R1SSR2+3H2 = R1H+R2H+H2S
R1SR2+2H2 = R1H+R2H+H2S
C4H4S+4H2 = C4H10+H2S
COS+H2 = CO+H2S
где R=алкильные группы.
Этот продукт также применим для органической гидроконверсии серы легких масел или газообразных углеводородов в нефтехимии.
2. Физические свойства
|
Внешний вид
|
светло-синие экструзии
|
|
Размер частиц / мм
|
φ3×4 ̇15
|
|
Плотность груза/кг·L-1
|
0.60-0.70
|
3Норма качества
Согласно промышленному стандарту HG2505-93, катализатор T201 должен соответствовать следующим нормам:
|
прочность на дробление,N·cm-1
|
min80
|
|
Убытки от износа, %
|
Макс3.0
|
|
Преобразование тиофена, %
|
99
|
4. ссылка Условия эксплуатации
|
Органическая сера в газах или нефти, ppm
|
100-200
|
|
Соотношение объема H2 к объему нефти
|
50-100
|
|
или содержание водорода в газообразующем топливе, в %
|
2-5 ((vol)
|
|
LHSV, h-1
|
1-6
|
|
GHSV, h-1
|
1000-2000
|
|
Рабочее давление, МПа
|
1.0-4.0
|
|
Рабочая температура,°C
|
300-450
|
|
Аммиак в гидрогенизированном газе, ppm
|
max100
|
|
Арсен в кормовом масле, ppb
|
max100
|
|
Органическая серы в гидрогенизированном газе или нефти, ppm
|
Макс0.1
|
Реакции гидрирования происходят при 300-450°С. Начальная температура обычно контролируется при 350-380°С. Если концентрация серы в кормовом масле остается ниже определенного предела (например, , 0,2ppm) в течение длительного времени произойдет явление "выброса серы".рабочая температура в 1-м разделе должна быть такой, чтобы обеспечить концентрацию серы 2 ‰ 10 ppm в нефти из сточных вод., чтобы поддерживать катализатор в 2-м разделе в серном состоянии.
5Загрузка
(1).Прежде чем загрузить реактор, очистите от любых остатков и очистите катализатор от любых порошков.Операторы, работающие внутри реактора, должны стоять на широкой деревянной пластине, не ступая прямо на катализатор..
(2) В верхней и нижней части реактора устанавливаются инертные шарики. Частицы катализатора отделяются от инертных шариков сеткой из нержавеющей проволоки с меньшим размером резьбы, чем катализатор.
(3) Используйте воронку, соединенную тканевой трубкой типа S, чтобы медленно и равномерно опустить катализатор с максимальной высоты 1.2 м к реактору, держа нижний конец трубы, чтобы предотвратить разрыв частиц.
(4) Операторы по загрузке не должны стоять непосредственно на катализаторном поле во время загрузки.
6Начало и пресульфирование катализатора
Прочистить систему азотом или другими газами, а затем разогреть катализаторный слой азотом, водородом-азотным или природным газом.а затем от 30°50°C/h до 220°C. Затем выполните пресульфирование при нагревании.
Пресульфирование обычно не требуется для первого использования катализатора при использовании природного газа, сопутствующего газа или легкого нафта в качестве сырья.поскольку неорганическая серы в газообразном питании может постепенно приводить к сульфированию во время работы.Однако в случае обработки углеводородов с высоким и/или сложным содержанием серы необходимо использовать пресульфирование впервые для достижения более высокой активности гидрогенизации.Поглощенная сера составляет около 5% от общего веса катализатора в конце пресульфирования..
Пресульфирование может осуществляться следующими двумя способами:
(1)Добавление CS2 в азот или водород
Добавить CS2 в исходный газ (водород-азот или водород) после нагрева до 220°C. Провести предсердирование при нагревании до рабочей температуры 20°C/h.Пресульфирование может считаться завершенным, когда добавляется газ, содержащий серу, эквивалентный теоретической адсорбционной мощности катализатора..
Состояние пресульфирования:
|
Сера в газовом потоке, %
|
0.5-1.0 ((vol)
|
|
GHSV, h-1
|
400-600
|
|
Давление, МпА
|
атмосферное до низкого давления ((max0.5)
|
(2) Добавление CS2 в легкое масло (желательно легкий нафта)
Пропускать сернирующую среду в ложе катализатора, когда температура ложка достигает 220°C. Продолжать сернирование при нагревании на 20°C/h до рабочей температуры.Пресульфирование может считаться завершенным, если добавляется сульфирующая среда, эквивалентная теоретической емкости поглощения серы катализатора.Затем повысить давление до рабочего состояния, переключиться на углеводород питания и регулировать температуру, LHSV и водород/масла, и и постепенно перейти к нормальной полной нагрузки.
Правильно повышать рабочую температуру на более поздней стадии эксплуатации катализатора для увеличения его активности.
Состояние пресульфирования:
|
Сера в серной среде, %
|
0.5-1.0 ((в.т.)
|
|
Соотношение водорода к маслу
|
600 ((vol)
|
|
Давление, МПа
|
0.5
|
|
LHSV, h-1
|
1.0
|
7 Закрытие
(1) Временное отключение
Для жидкого питания, прекратите подачу питания, очистите систему в течение 1 часа, чтобы удалить любые жидкие углеводороды, закрыть впускные и выпускные клапаны и поддерживать температуру и давление в реакторе.отрезать подачу кормов и поддерживать давление.
(2)Долгосрочное отключение
Для длительного отключения без демонтажа реактора, снизить нагрузку до 30%, снизить температуру от 30-50°C/h до 250°C и давление до 1,5 МПа при температуре не более 0.5 МПа/ч для предотвращения разрушения катализатораЗатем прекратите подачу питания, очистите систему водородом в течение 1 часа, закройте впускные и выпускные клапаны, поддержите давление на положительном уровне (не менее 0,1 МПа) и позвольте температуре естественным образом снизиться.Для газообразных кормов, отрезать подачу кормов и снизить давление и температуру с вышеупомянутой скоростью.
Для длительного отключения с разборкой реактора очистить систему азотом, поддерживать положительное давление и снизить температуру до 40°C.
(3)Запуск после отключения
Для жидкого питания, чтобы избежать уменьшения катализатора (особенно при температуре выше 250°C), разогреть азотом или инертным газом до рабочей температуры.Затем перейти на масло питания и водородаДля газообразного питания нагревать непосредственно с газообразным питанием и водородом.
При использовании гидрогенизирующего газа для нагрева, пропускать углеводороды в реактор сразу после того, как температура превысит точку росы жидкого углеводорода.и затем продолжать нагревание до рабочей температуры.
(4)Случайное отключение
В связи с различными причинами инцидентов не может быть введена процедура общего назначения для случайного отключения.
Снижение температуры более чем на 50°C/ч при температуре реактора выше 200°C вредно как для прочности, так и для активности и срока службы реактора.
2Реактор может переносить короткое прерывание подачи водорода (несколько минут).иногда настолько серьезно, что требуется регенерация или переход.
Долгосрочный контакт с безсерным водородом при температуре более 250 °C может привести к снижению и, следовательно, к потере активности катализатора.
8Регенерация.
При возникновении кокса активность катализатора может ухудшаться с течением времени эксплуатации, а когда это ухудшение становится невыносимым для эксплуатации, необходимо регенерацию катализатора.
Выключается в соответствии с процедурой "длительного отключения без демонтажа". Снизить температуру до 250°C и давление до атмосферного, а затем передать воздушный пар (0,5-1.0%) в реактор для регенерации.Увеличьте концентрацию кислорода в паре с повышением температуры до полного воздуха.Сохранять при температуре 450°C (максимально 475°C) в течение 4 часов после того, как температура не повысится и концентрация кислорода на входе и выходе будет равнаТогда регенерация может считаться завершенной.
Если наблюдается быстрое повышение температуры при увеличении концентрации кислорода в паре, прекратить добавление воздуха и передать только пар на повышение температуры облегчения.Возобновить и увеличить добавление воздуха, когда температура станет нормальнойЭкзотермальная реакция может произойти и вызвать значительное повышение температуры при 350-400°C. Строго контролировать добавление воздуха и предотвратить повреждение катализатора при повышении температуры.
Анализ концентрации кислорода и CO2 в выходном потоке полезен для проверки хода регенерации.Регенерация может считаться завершенной, когда кислород в входном и выходном потоках приближается к одному и тому жеПродолжайте пропускать воздушный поток и снижайте температуру до 40-50°C/h до 220°C. Затем переходите к очистке азота и пресульфированию и, наконец, нормальной работе.
Цикл регенерации составляет 2-3 года при нормальных условиях эксплуатации.
9Пакет и хранение
Катализатор упаковывается в железную бочку, обтянутую внутри пластиковыми пакетами. Он должен храниться в сухом и прохладном месте.Как правило, катализатор может храниться в течение нескольких лет без значительного ухудшения свойств и активности..
во время регенерации, чтобы предотвратить повышение температуры, которое может привести к потере активности катализатора.
