国内外耐硫变换催化剂现状_路春荣
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浅谈变换催化剂和变换炉的选择摘要:变换工艺根据所选用的催化剂是否耐硫,将变换工艺分为耐硫变换和非耐硫变换工艺。
变换反应的顺利进行主要取决于两方面的因素,催化剂和变换炉。
本文通过介绍不同类型变换催化剂和变换炉的发展、应用及优缺点,为广大化工同行在变换催化剂和变换炉的选择上提供帮助。
关键词:变换工艺;变换催化剂;变换炉1变换催化剂的选择通常使用的催化剂有高温变换催化剂、低温变换催化剂和宽温耐硫变换催化剂。
1.1高温变换催化剂高温变换催化剂其活性相是由Fe2O3部分还原得到的Fe3O4。
在实际应用过程中,高温烧结导致Fe3O4表面积下降,引起活性的急剧下降,造成纯Fe3O4的活性温区很窄,耐热性很差。
因此常加入结构助剂提高其耐热性,防止烧结引起的活性下降。
由于铁铬系高温变换催化剂中铬是剧毒物质,造成在生产、使用和处理过程中对人员和环境的污染及毒害,但工业化与应用业绩较少。
高温变换催化剂的粉化是它的一个主要问题。
催化剂的更换往往不是由于活性丧失,而是由于粉化造成过大的压差。
部分催化剂的粉化,引起气流不均匀,也将导致转化率下降。
蒸汽消耗较高,有最低水气比要求,要求变换入口水气比在1.4以上,变换后的水气比应大于0.8,导致过剩蒸汽冷凝量过多、能耗增加,不宜选用。
1.2低温变换催化剂低变催化剂的最大特点就是活性温度低,在200~260℃的范围内,变换反应就能迅速进行。
低变催化剂对硫化物极为敏感,由于生成铜盐而永久性中毒。
氯或氯离子也引起永久性中毒,这是由于催化剂发生结晶而引起的。
另外,原料气中的不饱和烃可能在催化剂表面析炭或结焦。
1.3宽温耐硫变换催化剂钴钼系耐硫宽温变换催化剂具有很高的低温活性,它比铁系高温变换催化剂起活温度低100~150℃,甚至在160℃就显示出优异的活性,与铜系低温变换催化剂相当,且其耐热性能与铁铬系高温变换催化剂相当,因此具有很宽的活性温区,几乎覆盖了铁系高温变换催化剂和铜系低温变换催化剂整个活性温区。
国内外催化剂的发展现状
国内外催化剂的发展现状主要包括以下几个方面:
1. 新型催化剂的研发:随着科技水平的不断提高,新型催化剂的研发也在不断推进。
其中包括纳米催化剂、非金属催化剂等,这些新型催化剂研发的主要目的是提高催化效率和降低催化剂的成本。
2. 催化剂的应用领域拓展:随着人们对环境保护和节能减排的要求越来越高,催化剂的应用领域也在不断扩大。
如各种化学反应、垃圾处理、汽车废气处理等领域都广泛使用催化剂。
3. 环保型催化剂的发展:环保型催化剂是指不含有毒有害物质的催化剂。
在国内外,环保型催化剂的研发已经成为一个热点领域。
环保型催化剂可以减少催化剂造成的环境污染,保护生态环境。
4. 催化剂的长寿命和稳定性:催化剂的长寿命和稳定性是优秀催化剂的一大特点。
国内外企业在研发催化剂时,越来越注重催化剂的寿命和稳定性,提高催化剂的使用效率和降低效率下降的风险。
总之,在国内外,催化剂的发展取得了巨大的进展,通过不断的研究和应用,催化剂将为各行各业的发展提供帮助。
Co-Mo系耐硫变换催化剂硫酸盐化失活后的再生及活性研究2 青岛联信催化材料有限公司/石油和化工行业合成气耐硫变换技术工程实验室山东青岛 2663003青岛联信催化材料有限公司/石油和化工行业合成气耐硫变换技术工程实验室山东青岛 2663004 青岛联信催化材料有限公司/石油和化工行业合成气耐硫变换技术工程实验室山东青岛 266300摘要:目前我国中、小合成氨厂使用的主要是钴钼系耐硫变换催化剂,这种低温变换催化剂使用长时间后催化活性会下降,催化剂失活。
失活后应更换新催化剂,导致生产成本升高,旧催化剂的回收也会造成环境污染,因此本文对钴钼系耐硫变换催化剂的硫酸盐化失活后再生技术进行了研究并对其活性进行评价。
关键词:耐硫变换、失活再生、硫酸盐化失活、催化性能1. Co-Mo系耐硫变换催化剂CO变换反应中的Co-Mo系耐硫变换催化剂,由于其低温变换活性高、活性温区宽、选择性好等优点,是合成氨工艺中广泛使用的一种重要的催化剂。
随着使用时间的增长,Co-Mo系耐硫变换催化剂的活性会逐渐下降,更换催化剂会提高工厂的生产成本,而且失活催化剂回收Co、Mo的工艺不仅会对大气造成污染,而且回收率低。
使用后的Co-Mo系耐硫变换催化剂的活性虽有所下降,但催化剂的强度仍然很好,这就为再生利用提供了基础。
2. 硫酸盐化失活原理水煤气变换反应中Co-Mo系耐硫变换催化剂失活有硫酸盐化失活。
Co-Mo系耐硫变换催化剂中钾的作用是提高催化剂的低温活性,并使 Mo5+稳定存在。
当变换气中O2含量超标时。
原料气中的H2S和催化剂中硫化物在过量的O2的作用下氧化生成 SO42-,SO42-与催化剂中的K+结合生成 K2SO4,使钾丧失了提高催化剂低温活性的作用,并有可能使 Mo5+无法稳定存在,同时生成的硫酸盐也会堵塞催化剂的孔道。
3.实验设计3.1硫酸盐化失活催化剂的再生:失活后的催化剂先用含 Co、Mo 和 K 的盐溶液中采用吸附法进行浸渍,常温干燥后制得再生催化剂。
QDB-04耐硫变换催化剂的失活与再生
武锁日
【期刊名称】《煤化工》
【年(卷),期】2010(038)004
【摘要】介绍了天脊中化高平化工有限公司合成氨联产甲醇工艺中变换系统QDB-04催化剂的使用情况,分析了催化剂失活原因,并对催化剂失活样品进行了活性组分、烧失率、保留强度的分析测试及催化剂复活实验、催化剂失活验证实验.结果表明:催化剂失活是由于从原料气及压缩机带来的焦油等杂质附着在催化剂上造成的,并不是氧含量超标的原因.介绍了催化剂的再生及为防止催化剂失活所采取的措施.
【总页数】3页(P48-50)
【作者】武锁日
【作者单位】天脊中化高平化工有限公司,高平,048400
【正文语种】中文
【中图分类】TQ54
【相关文献】
1.QDB-04(S)预硫化型耐硫变换催化剂在煤基合成油项目中的应用 [J], 高志钢;高辉
2.QDB-04型耐硫变换催化剂运行研究 [J], 孔艳
3.新型QDB-04耐硫变换催化剂有机硫抑制性能侧线试验 [J], 张晋;杨献杰;秦媛媛;纵秋云
4.QDB-05/QDB-04型CO耐硫变换催化剂在五环气化炉粉煤加压气化装置上的工业应用 [J], 周春丽;李袖章;秦媛媛;纵秋云
5.QDB-05/QDB-04型CO耐硫变换催化剂在五环气化炉粉煤加压气化装置上的工业应用 [J], 周春丽;李袖章;秦媛媛;纵秋云
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Co-Mo基耐硫变换催化剂的研究现状发布时间:2022-07-27T08:51:07.872Z 来源:《工程管理前沿》2022年第6期作者:杜伟东孙盈聪周春丽秦媛媛李袖章赵明丽[导读] 水煤气变换反应属于一个可逆反应,需要借助催化剂才能保证反应顺利有效进行。
杜伟东,孙盈聪,周春丽,秦媛媛,李袖章,赵明丽青岛联信催化材料有限公司/石油和化工行业合成气耐硫变换技术工程实验室山东青岛 266300 摘要:水煤气变换反应属于一个可逆反应,需要借助催化剂才能保证反应顺利有效进行。
在各类水煤气变换反应催化剂中,由于Co-Mo基耐硫变换变催化剂具有活性温区宽、耐硫无上限等优势,使之成为工业应用的开发研制热点。
文章阐述了Co-Mo基耐硫变换催化剂的催化机理及活性相研究,重点介绍了制备方法和载体以及载体改性的研究现状,并对Co-Mo基耐硫变换催化剂的未来发展方向提出展望。
Abst关键词:水煤气变换、Co-Mo基催化剂、Co-Mo-S相、载体 Key words: water gas shift, Co Mo based catalyst, co-mo-s phase, support 前言根据科学家预测,未来水煤气变换反应将占比2030年能源消耗的十分之一。
目前水煤气变换反应主要选择耐硫变换工艺,随着科技和工业的快速发展,以及一些含硫的价格低廉的原材料的普遍使用,使得Fe-Cr基催化剂和Cu-Zn基催化剂无法达到工厂生产的严苛条件,而Co-Mo基耐硫催化剂相比于这两种催化剂,有以下五个优势:(1) 耐硫和抗毒能力强;(2) 起活温度较低;(3) 活性温区较宽;(4) 可再生性较优;(5)机械强度较大。
因此近年来Co-Mo基耐硫催化剂的研宄工作颇为受到广大学者的重视。
1. Co-Mo基耐硫变换催化剂的国内外发展现状由于Co-Mo基催化剂具有活性温区较宽和耐硫性较强强等其他催化剂不具备的优势,因此成为国内研究单位及部分化工厂竞相研究的对象。
钴钼系耐硫变换催化剂哎呀,今天咱们聊聊钴钼系耐硫变换催化剂,听起来是不是有点儿拗口?但别担心,咱们就把它聊得轻松有趣,保证让你听得懂、记得住!首先呢,钴和钼这两位老兄可不是随便的人物,它们可是化学界的明星。
钴呢,大家可能知道,它常常出现在电池和合金里,而钼呢,那就是一位默默无闻的好帮手,常常被用来增强材料的耐热性。
两者结合在一起,那真是碰撞出火花,让我们能够对抗那些 pesky 硫元素。
说到硫,很多人一想到它就觉得有点恶心,那股味道,真的是让人反胃。
不过别小看了这位“臭小子”,在一些化工过程中,它可是个常客。
想象一下,在某个繁忙的工厂里,油气转化成更有价值的产品,这时候硫就开始捣乱了,真让人恼火。
可别担心,咱们有钴钼系耐硫变换催化剂来救场。
它们就像是工厂里的超级英雄,能在高温、高压的环境下,依然保持镇定,化解这些硫带来的麻烦。
你可能会想,这催化剂到底是怎么运作的?这就好比是你厨房里的调料,一旦放对了,整道菜瞬间提升档次。
钴钼系催化剂在化学反应中,就像那小撮盐,让原本平淡无奇的反应变得活色生香。
它们通过降低反应的活化能,让反应更加顺畅,搞得硫也没办法对它们施加太大压力,真的是一绝。
还有一点很重要,咱们得知道,这钴钼系催化剂可不是一劳永逸的,使用久了,它们也会有些疲惫。
不过别怕,科学家们可不是吃干饭的,研究者们不断在这方面摸索,努力提高催化剂的稳定性和耐硫性能。
想象一下,经过精心设计的催化剂,能在恶劣环境下奋勇向前,真的是“马到成功”。
聊到这里,可能有的小伙伴就开始想,为什么我们不直接用其他材料,比如铂?铂虽然也是个好东西,但价格太高了,简直就是奢侈品啊!钴钼系催化剂的优势就在于,既能发挥出色的催化效果,又不至于让我们的钱包大出血。
想想看,能以较低的成本获得高效的催化,简直就是“物超所值”。
咱们还得提到环保问题。
现代社会越来越重视可持续发展,钴钼系催化剂在减少有害排放、提升资源利用效率方面也发挥了重要作用。
耐硫变换催化剂简介耐硫变换催化剂是一种用于石油化工领域的重要催化剂。
在石油加工过程中,石油中的硫化物会对催化剂产生不良影响,降低其催化效能。
耐硫变换催化剂的研发旨在提高催化剂对含硫化合物的稳定性和选择性,以实现高效、低成本的石油加工过程。
需求背景硫化物对催化剂的影响在石油加工过程中,石油中的硫化物会与催化剂中的活性组分发生反应,生成硫化物或硫酸盐等不活性化合物,导致催化剂失活。
石油中的硫化物包括有机硫化合物和无机硫化物,它们对催化剂的影响主要表现为:1.毒性作用:硫化物能够与催化剂中的活性组分结合形成不活性物质,降低催化剂的活性;2.竞争作用:硫化物能够竞争性地吸附在催化剂的活性位点上,减少反应物分子吸附的机会;3.结构破坏:硫化物会破坏催化剂的晶格结构,导致催化剂失活。
因此,为了提高石油加工过程中催化剂的稳定性和选择性,研发耐硫变换催化剂势在必行。
耐硫变换催化剂的实现催化剂配方优化选择合适基底耐硫变换催化剂的基底应具有较高的硫抵抗能力。
常用的基底材料包括氧化铝、二氧化硅、氧化钇等。
这些材料具有较高的高温稳定性和抗氧化性,能够降低硫化物对催化剂的毒性影响。
添加专用助剂为了进一步提高耐硫性能,可以向催化剂中添加一些专用助剂。
这些助剂能够与硫化物反应形成稳定的化合物,降低硫化物对催化剂的毒性影响。
常用的助剂包括氧化镍、氧化钼、氧化钴等。
这些助剂通过与硫化物反应生成不活性硫化物或硫酸盐,有效阻止硫化物与催化剂活性位点的反应。
催化剂结构优化催化剂载体改性改变催化剂的载体结构可以有效提高耐硫性能。
常用的载体改性方法包括:1.负载金属氧化物:将金属氧化物负载在催化剂载体上,形成活性金属-载体-氧化物三相界面。
这种结构可以提高催化剂活性位点的稳定性,降低硫化物对催化剂的毒性影响。
2.分子筛改性:将分子筛与催化剂载体配合使用,可以形成更加稳定的结构。
分子筛具有较高的表面积和孔径,可以增加催化剂活性位点的数量和分布情况,提高催化剂的活性和选择性。
关于变换催化剂活性的几点看法文焕(巴陵石化化肥实业部合成车间)摘要:主要从升温硫化和正常生产管理两方面论叙钴钼系耐硫变换催化剂的活性问题关键词:钴钼系耐硫变换催化剂,升温硫化,触媒失活,反硫化我厂老系统是我国20世纪60—70年代从国外引进的第一批大氮肥,年产达三十万吨合成氨,随着产能结构的变化,原油价格上涨,于2004年对起进行调整,采用壳牌的粉煤气化装置,而我净化工段也进行了调整,CO变换采用2预变+2中变+1低变的技术,低温甲醇洗采用鲁奇的六塔技术,以及甲烷化。
变换单元5台变换炉均采用钴钼系催化剂,从2006年起,系统运行4年来,一直比较稳定,但也存在的一些问题,也就是到了催化剂的活性晚期,其出口的CO 含量严重超标!另外到了催化剂晚期,变换炉的阻力上升,对节能降耗有很大的影响。
针对这一问题以及结合我单位的变换装置的特点,在今年的大检修之后,我车间对其流程进行技术优化,针对预变和低变触媒极易失活的特点,采用新的低水气比触媒,以及在低变后加一新低变炉,加大低变触媒的填充量,使起出口CO含量合格。
新改的变换流程介绍如下:从JV来的工艺气(温度:160℃,,压力:3.2Mpa)首先进入分离器F-2101除去冷凝下来的水,然后进入E-2115换热器与R2103的出口变换气换热至200℃,进入预变炉R-2101,由于气化过来的粗煤气中还有饱和的水蒸汽,新预变炉是低水气比的触媒,反应后出口的CO含量约至36%左右,温度为375℃,出口气体与中压蒸汽混合,通过FC-2105调节好蒸汽量,配好水气比在1.05左右,然后进入混合器F-2110,控制好气体温度为275℃再进入一号变换炉R-2102,出口CO含量降至8%左右温度为413℃,经三台并联的换热器E-2102,E-2112,E-2113,其中E2102副产4.0Mpa的中压蒸汽,供本装置使用,调节好气体温度为232℃,进入二号变换炉R-2103,出口CO 含量控制在1.4%左右,温度269℃,出口气体经E-2115和E-2103换热,(其中E-2103副产1.1Mpa蒸汽,并至1.1Mpa蒸汽管网),调节气体温度为214℃后后进入串联的R-2104和R-2105,最终控制R-2105的出口CO含量为0.4% 以下。
钴钼系耐硫变换催化剂运行问题分析及解决措施摘要:CO位移是合成氨生产中负责制氢的重要环节,层催化剂是层段的核心。
因此,开关催化剂的使用寿命不仅关系到整个设备的稳定运行,也影响到企业的经济效益。
自分层催化剂停用以来,全厂相继研究了导致催化剂停用的因素,最后发现是有机氯转化为原煤所致。
目前还没有很好的方法来防止氯气对耐硫变换催化剂的中毒和停用,因此只能从煤炭开采和洗涤过程的源头进行控制。
关键词:钴钼催化剂;耐硫变换;床层温度;催化剂活性;积灰;预变换过滤器引言层状段是合成氨生产中的一个重要过程,承担着将CO转化为H2以供后续合成物段使用的任务。
CoH2O产生H2和CO2的反应需要催化剂的参与,只能在一定温度和压力下进行。
当前,工业中广泛使用的CO-Shift催化剂主要分为高温催化剂(Fe-Cr)、低温催化剂(Cu-Zn)和远距离温度催化剂(Co-Mo)。
高温Fe-Cr催化剂和低温Cu-Zn催化剂要求原料气(主要是硫含量)的高进气条件,限制了其在煤化工行业的应用。
钴基催化剂具有较广的温度变化,不需要饲料气体中含硫量,满足煤炭化工行业的发展要求。
即使Co-Mo宽度的温度位移催化剂与供气不那么严格,但催化剂失活的因素很多,如氧含量过高和蒸汽冷凝。
1、钴钼系耐硫变换催化剂的装填负载耐硫共Mo变换催化剂是使用耐硫共Mo变换催化剂的重要步骤之一。
在装入催化剂之前,应对反应堆进行仔细检查,以保持反应堆的清洁,并确保支撑网架的强度。
一般来说,安装前无需筛选催化剂。
但是,在运输和装卸过程中,催化剂可能由于运行异常而损坏。
当发现含有催化剂的装置磨损或损坏时,应仔细筛选。
催化剂可以直接从通道或通过滑道充电,但无论选择哪种充电方法,都必须防止催化剂的自由跌落高度超过1 m。
为了防止催化剂在加载、燃烧或燃烧过程中由于气流速度高而褪色或移动,有必要用铁丝网和专用防锈板复盖催化剂床的顶部,以防止冷凝水直接接触催化剂,并确保炉温。