1、1钴钼系耐硫变换催化剂装填及使用过程注意事项摘 要：摘 要：从钴钼系耐硫宽温变换催化剂的装填、硫化、接气、操作等方面简述了其生产中的使用要求，提出了操作过程中的注意事项。关键词：钴钼系催化剂 装填 硫化 活性 一、装填 催化剂的装填是一个十分重要的步骤，要分层装填，每层都要整平之后再装下层，装填后的床层必须平整均匀，严防疏密不均形成沟流，影响催化剂的使用。 1.装填注意事项 1.1 当汽气比、CO 变换负荷选定后，可简单地由操作压力确定空速。空速以半水煤气为准，如果原料气中 CO 含量体积分数约为 45%，则选定的空速适当降低。 1.2 为防止气体偏流，每段床层的高度不应小于 1 m，床层高径
2、比以0.51.0 为宜。 1.3 催化剂装填时，其上下均要铺设铁丝网下面 2 层，上面 1 层，在上层铁丝网上放置高度为 50100 mm 的耐火球或铝球，以防止冷凝水直接接触催化剂。 二、硫化 1.硫化过程注意事项 2在钴钼催化剂中，Mo 是主催化剂，Co 是助催化剂，对钴钼催化剂的硫化主要是对 Mo 的硫化。Mo 在硫化时一般 Mo+6、Mo+5、Mo+4 3 种价态存在，Mo+5 与变换反应中的变换活性有关， ，由于 Mo+6、Mo+4 同时存在，因此 Mo 不能完全被还原，为保证硫化完全彻底硫化时应注意以下几点。 1.1 干态硫化 一般在硫化之前，首先应对催化剂升温，脱除吸附水。 1.
3、2 提高 H2S 浓度 高硫浓度可保证硫化反应的需要，并缩短反应时间，不过在硫化初期不要将 H2S 含量提得太高，应采取逐渐渗透的方式，避免反应过急，使催化剂温度波动过大。 1.3 低温硫化 当床层温度达到 180时，将气体入口温度降到 170180，然后加入 CS2，使催化剂在 H2S 吸收区反应，可避免硫化初期温度超过 200而引起的异常激烈反应。主要硫化阶段为 180300为保证温度，应将炉温控制在 250左右，并逐步加大 CS2 的量。当分析显示变换炉出口H2S 达到 1 g/m3 或进出口 H2S 含量相等时，保持运行 2 h 即为合格。 1.4 高温处理 一般而言，钴钼系催化剂在高
4、于 175时是 H2S 的吸收区，其后随温度升高有利于硫化但当温度达到 450时，催化剂的硫化也达到了极大值，温度如若继续升高，催化剂活性则反而降低。所以在催化剂基本硫化结束后将催化剂床层温度升到 450，Mo、Co、S 的结构形态将会变化，使催化剂在 MoCoS 形态中的 Co 原子数增大到极大值，催化剂活性也达3到极大值。高温处理时， CS2 的浓度不一定要非常高，正常时（以 H2S计）保持在 12 g/m3。 1.5 硫含量与炉温的关系 钴钼系催化剂硫化时，硫含量与炉温的控制关系应执行“提硫不提温，提温不提硫”的原则。钴钼系催化剂升温硫化的数据见下表。 催化剂升温硫化数据 1.6 硫化坚
5、持原则 “提硫不提温，提温不提硫” ，防止触媒严重超温，严格控制触媒温度不超过 450，如果触媒温度增长过快超过 450，要立即停加 CS2 降低氮气入口温度并加大煤气的流量使床层快速降温。 1.7 硫化结束后，将氮气系统彻底置换合格，不断补充氮气，各导淋取样分析 H2S 为零 三、接气 钴钼系催化剂升温硫化结束后，在接原料气时会伴随超温现象的发生，其不仅造成催化剂热衰老，还使催化剂部分有效成分升华，减少钴钼系催化剂的使用寿命。通过数年摸索，建议在钴钼系催化剂升温硫化或二次硫化后接气时应注意以下几点。 1.钴钼系催化剂在升温硫化结束之后，要将催化剂床层的温度降到300左右，不应太高。 2.钴钼
6、系催化剂在升温硫化结束之后，在对催化剂进行降温时，要加大氮气的排放，加大新鲜氮气的补充，以带出变换炉内过剩的 CS2。 3.变换炉在接原料气的同时，一般要立即加入足量的高压蒸汽，同4时还要保证充足的 H2 含量，以防止发生反硫化现象。 4.一旦催化剂温度出现超温现象，严禁停煤气，更不能将煤气闷在变换炉内，可加大氮气补充量，减少煤气加入量，逐渐置换、降温。 四、操作 在日常生产操作时，由于钴钼系催化剂制作方法的限制，其最大的缺点之一是活性易降低，甚至丧失。所以在操作中注意事项有以下几点。1.反硫化现象影响 所一般来讲，较高床层温度、较高汽气比、较低的 H2S 含量是发生反硫化现象的 3 大原因，
7、只有在这 3 种情况同时出现时才会发生反硫化现象。 2.冷凝水影响 冷凝水可致使催化剂粘连结块、偏流，甚至组分流失。 3.杂质影响 触媒粉尘、油污及硫等杂质进入炉内，会引起催化剂的物理包裹、粘连和偏流，因此在催化剂的装填或装置运行过程中，可采取增设过滤器等相关防范措施。 4.增压过程要缓慢，当压力增至 1.0-1.5MPa 时，最好运行 3-4 个小时后再逐步增压，增压速度0.4MPa/min，是催化剂在压力下继续深度硫化，从而发挥最好的催化剂活性。 五、小结 钴钼系催化剂在生产中有很多不利因素，大家要在平时工作中多观5察、多分析，就会将不利因素避免，所以在应用钴钼催化剂过程中要及时调整，及时沟通总结才能保证催化剂长周期稳定运行。 参考文献 1宋宪稳、吕洪浩 钴钼催化剂超温运行原因分析 化肥设计 2006年第 44 卷第 5 期. 2汤太平、杨瑞化 钴钼催化剂活性降低原因及对策 中氮肥 200 年第 4 期. 3陈劲松、李小定 一氧化碳低温变换工艺及其在中氮肥厂的应用.中氮肥 1997 年第 2 期 4向德辉、刘惠云 化肥催化剂应用手册.化学工业出版社. 作者简介：王亮亮，男，汉族，1984 年出生，黑龙江齐齐哈尔人，2008 年毕业于齐齐哈尔大学，现任中煤龙化哈尔滨煤化工有限公司净化分厂助理工程师 从事煤化工生产管理。
