KC-103耐硫变换催化剂使用说明书(双鸭山龙煤天泰)

昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书KC-103钴钼CO耐硫变换催化剂使用说明书昌邑凯特新材料有限公司二O一五年七月昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书1目录一、产品简介.............................................................................................................2二、主要物化性能.....................................................................................................3三、变换反应原理.....................................................................................................4四、KC-103催化剂使用条件..................................................................................5五、催化剂储存与运输.............................................................................................6六、催化剂的使用.....................................................................................................7七、联系方式...........................................................................................................12昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书2一、产品简介KC-103催化剂是一种以镁铝尖晶石为载体的新一代钴钼系一氧化碳耐硫变换催化剂，适用于以重油、渣油、沥青、煤渣、煤为原料造气的含硫气体的变换工艺，是一种宽温（170～500℃）、宽硫（工艺气硫含量0.02（V/V））和宽水气比（0.1～1.0）的钴钼系CO耐硫变换催化剂。该催化剂活性稳定性及强度稳定性高，工业应用表明其综合性能优于国内外同类产品。催化剂中活性组份钴、钼以氧化钴、氧化钼的形式存在，使用时首先进行硫化，使活性金属氧化物转变为硫化物，可以用含硫工艺气体硫化，也可用硫化剂单独硫化。KC-103催化剂组成简单，不含对设备和人体有危害的物质，硫化时，只有少量水生成随工艺气排出，对硫化过程和设备无危害。该催化剂的使用寿命与使用条件有关，一般为2～5年。昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书3二、主要物化性能1、物理性质外观：氧化态为淡绿色外形：条形外形尺寸mm：Φ3.5～4.5×5～26mm堆密度kg/m3：800破碎强度N/cm：100（平均值）比表面积m2/g：100（硫化前）孔容ml/g：0.28（硫化前）催化剂的形状和尺寸可根据用户需要进行调整。2、化学性质KC-103催化剂以钴和钼为活性组份，其化学组成如下：表1主要化学组成组份含量%（m/m）CoO1.8MoO37.0助剂根据变换工艺添加不同助剂载体镁铝尖晶石-余量昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书4三、变换反应原理1、反应方程式和热效应CO变换反应是一个可逆、等分子放热反应，随着温度升高，化学平衡不利于向产物方向移动；也就是说从热力学角度，温度越低，越有利于平衡向产物方向移动；从动力学角度，温度太低，反应速度太慢，综合二者，工业上一般选择160℃～500℃的温度。CO＋H2O（g）CO2＋H2H0298=－41.4KJ/mol2、平衡常数CO变换反应的平衡常数一般可用下式表示：KP=PCO2·PH2/PCO·PH2O（g）式中Pi各种气体的分压CO变换反应是等体积反应，反应前后气体体积相等，对于理想气体这个反应的平衡常数与压力无关，如果考虑气体组成的真实性质，特别是在比较高的压力下的真实性质，平衡常数与压力是有关的。根据KC-103催化剂使用的压力范围，推荐用下式计算Kp值：lnKP=5.0992511＋4764.11/T＋0.5627390T×10-2-0.21689647T2×10-5＋0.417603T3×10-9－1.9439412lnTKP=(PH2·PCO2)/(PCO·PH2O)昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书5四、KC-103催化剂使用条件1、使用温度KC-103催化剂的使用温度为170℃～500℃，具体使用温度依据工况条件而定。随着使用时间的延长，假如变换率降低到设计值以下，可逐渐提高入口温度，使变换率保持在设计值以上，但是热点温度不宜超过500℃，否则将会缩短催化剂的使用寿命。催化剂的耐热温度为550℃，短时间热点温度超过500℃而低于550℃对催化剂的性能基本无影响。2、使用压力及空速KC-103催化剂的使用压力范围较宽，一般在1.0～5.0Mpa之间使用，最高使用压力可达6.0Mpa。KC-103催化剂的使用空速为1000～3800h-1（干气），最高可达6500h-1（干气）。其空速的选用，与工况条件及要求的出口CO含量的高低有关。3、毒物一般来说，KC-103催化剂具有较好的抗毒物性能，但空气或氧对硫化态的KC-103催化剂的性能具有破坏作用，使用过程中必须严格防止硫化态的KC-103催化剂与空气或氧接触，否则催化剂与氧剧烈反应放出大量热量，使温度积聚上升，导致自燃，烧毁催化剂。同时产生SO2，一方面与催化剂发生硫酸盐化作用使催化剂活性下降，另一方面腐蚀下游生产设备。重油、渣油、沥青和煤渣部分氧化法或煤气化法造气生产的工艺中所含低浓度毒物对KC-103催化剂性能基本无影响，对其中的As2O3、P2O5、NH3、KCN、碳氢化合物、卤素等毒物具有较高的承受能力。但较高的As2O3对催化剂的活性有影响，如工艺气中砷含量较高时，必须适当增加催化剂装量，或催化剂床层上部装填部分吸附剂或保护剂。4、工艺气含硫量对催化剂性能的影响KC-103催化剂既具有变换活性，也具有有机硫加氢、水解性能，一般工艺气中的有机硫基本可转化为无机硫，其对有机硫转化能力与温度和水蒸气分压有关。KC-103催化剂催化剂只有活性组份处于硫化状态下才具有活性，因此对工艺气中硫含量的上限不加限制，但对下限有明确的要求，要求工艺气的含硫量不能小于某一数值，否则将出现反硫化而使催化剂失活。因此，应避免已硫化的催化剂在无硫条件下操作，但允许在短时间内用蒸汽吹扫。MoS2较CoS易于水解，催化剂中MoS2与工艺气体中H2S含量之间存在下列平衡反应：昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书6MoS2＋2H2OMoO2＋2H2S最低允许硫含量与温度和水蒸气分压有关，温度和水蒸气分压越高，最低允许硫含量要求越高，反之，则低。一般认为工艺气中硫的含量最低不能低于理论值方可保证催化剂处于硫化态，具有较高的活性。实际上，即使硫化氢含量小于最低允许含量，工业上常用的钴钼变换催化剂都能保留一定的活性，其保留程度与催化剂性能有关。KC-103催化剂，由于采用了特效的催化剂制备工艺，在低硫下活性下降很少，即使在工艺气中硫化物含量只有0.02%V/V时，仍然具有相当高的活性。也就是说，只要工艺气中硫化物含量0.02%，就可使用。五、催化剂储存与运输KC-103催化剂采用纸板桶(铁皮桶)包装，内用塑料袋密封，储存与运输应防止受潮、震荡及化学污染，储存在干燥通风的仓库中。昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书7六、催化剂的使用1、催化剂的装填1.1装填催化剂前应具备的条件1.1.1确认出口收集器的金属网完好。1.1.2热电偶保护管完好。1.1.3催化剂卸出管盲法兰已复位。1.1.4炉内清理干净，同时变换炉前系统应确保彻底吹扫干净。1.1.5装填催化剂的临时工棚已搭好。1.1.6对使用的瓷球、催化剂提前检查数量，规格及型号，核对变换炉格栅、金属丝网，碎片收集器的规格、数量材质确认无误。1.1.7大吊斗、吊车及装填专用叉车辆到现场。1.2装填时注意事项1.2.1装填开始前要预先确认瓷球、催化剂等装填高度，并在炉内作上标记。1.2.2绝对不可使催化剂从0.6m以上高度自由落下来。1.2.3设备内部作业前一定要进行气体分析，确认安全后戴上面罩进行作业。1.2.4操作人员在炉内工作时，不能直接踩在催化剂上，要在催化剂上铺上木板，防止破损，在作业完成后，必须把使用过的木板拿出炉外。1.2.5装填作业中，如果下雨、下雪要立即停止作业，保护催化剂不被淋湿。1.2.6在热偶套管周围充填时，注意不要造成架空。1.2.7作业时，不要将异物带入炉内（铁片、纸、烟头、泥土等）。1.2.8应做好装填记录，包括物料的规格，型号和材质，装填的数量，高度，装填的时间等。1.2.9在装填之前，通常没有必要对催化剂进行过筛，但是在运输及装卸过程中，由于不正确地作业可能使催化剂损坏，若发现磨损或破碎则应过筛。1.3装填的顺序和方法瓷球的装填1.3.1划出瓷球装填的高度，用粉笔作上标记。1.3.2把帆布袋接在装催化剂漏斗下面，炉内作业人员拉住布袋出口，避免瓷球直接落到下面摔坏。昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书81.3.3将瓷球铺平，确认达到所规定的高度。注意先装50瓷球，后装25瓷球。1.3.4催化剂卸出管也要装填上瓷球。1.3.5将预制好的金属丝网正确地铺在瓷球上，留出催化剂卸出管口。催化剂装填1.3.6将催化剂装入吊斗1.3.7把催化剂用起重机吊到装填口，由炉口工作人员将催化剂到入事先安装在炉口的漏斗中，经溜槽进入帆布袋进炉内；炉内作业人员拉住布袋出口，将催化剂撒开。1.3.8装填一定数量催化剂（高度约0.5米）后，应停止装填，把表面推平，装填时要移动帆布袋，使催化剂铺平。1.3.9当催化剂的装填量接近所规定的高度时，要在炉子周围按规定高度位置用粉笔作上标记。1.3.10达到了规定的高度后，把催化剂表面推平，把预制好的金属丝网铺在催化剂上面，再装上瓷球。2、催化剂升温、硫化及开工方案两台预变炉和一台主变炉共装填108m3催化剂，整个硫化过程需要CS2共计10吨。工艺气配CS2单次通过催化剂床层硫化方案1）条件确认1.1确认系统具备开车条件。1.2按操作规程进行升温流程确认。1.3确认开工加热炉各项指标正常。2）催化剂升温2.1气密性试验合格。2.2按操作规程进行N2置换，确保将空气置换完全。（O2含量小于0.5%表明系统置换合格）2.3建立氮气流量，向系统中导入氮气，控制升压速度≤0.1MPa/min，系统压力升至0.3～0.5Mpa，调节氮气流量5000NM3/h以上。2.4投用开工加热炉。2.5逐渐增加氮气的流量，达到20000NM3/h以上。2.6调节开工加热炉出口氮气升温温度≤50℃/h，催化剂床层升温速度≤25℃/h，使催化剂床层温度达到～120℃，恒温2h。昌邑凯特新材料有限公司催化剂使用说明书92.7催化剂床层温度达到～120℃并恒温2h后，调节开工加热炉出口氮气温度，使催化剂床层温度以30C/h的升温速率升至150C，以25C/h的升温速率升至床层各点温度均达到220C以上，恒温2h。然后进行下一步硫化程序。注：硫化前一定要开导淋，彻底排放冷凝水。3）催化剂的硫化及导气3.1加硫的位置：一般为变换炉前换热器的前面加硫。3.2CS2罐及加硫用氮气管线，阀门配好待用。3.3取样点：变换炉入口和出口取样。3.1床层温度达到220C以上时，开始缓慢引入原料气进行硫化。先引入工艺气2000-3000NM3/h，减小氮气的流量到～18000NM3/h（不减也可）。调节开工加热炉出口氮气温度，维持反应器入口温度在～220C。3.2密切观察床层温度的变化，床层与入口气体之间的