加氢催化剂器外预硫化技术
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2#加氢裂化催化剂湿法硫化摘要加氢裂化催化剂的预硫化。
钨、镍、钼等金属作为反应器中保护剂和催化剂的活性金属组份,他们多是以氧化态形式存在的。
在反应器内氧化态的钨、镍、钼等金属组份难以发挥其应有的活性,硫化态时金属组份才能发挥其应有的活性。
把活性金属由氧化态转化为硫化态正是催化剂硫化的最终目的。
二硫化碳、二甲基二硫等都可以作为硫化剂。
预硫化的条件决定预硫化的效果,硫化温度一般在280~300℃左右。
经过硫化后的催化剂活性很高,为使装置操作平稳,需对催化剂进行钝化。
催化剂钝化的主要目的是抑制加氢裂化催化剂的初活性。
常用的钝化剂为无水液氨。
无水液氨的注入位置既可在精制反应器R101入口,也可在裂化反应器R102入口,但以在裂化反应器入口注入为最佳。
[1]关键词:加氢裂化;催化剂;湿法硫化技术中国石油化工股份有限公司天津分公司180万吨/年加氢裂化装置于2009年10月一次开车成功。
2020年2#加氢裂化在检修期间对上周期使用的FF-66和FC-52/FC-80催化剂进行了器外再生后回填使用。
其中精制段补充了部分FF-66新剂,裂化段使用了FC-76加氢裂化催化剂作为补充,后精制全部装填新鲜FDS-4催化剂。
催化剂装填于2020年6月7日开始至6月17日结束,共计装填FF-66(新剂)55.00吨;FTX(新剂)1.94吨;FC-76(新剂)39.00吨;FDS-4(新剂)19.72吨;FBN-03B04保护剂7.91吨;FBN-03B05保护剂5.50吨;FBN-03B06保护剂2.20吨。
为了确保装置一次开车成功,要求反应原料、反应系统气密、催化剂硫化、催化剂钝化、换进原料油等主要步骤必须严格按规定执行。
1 催化剂正常使用条件及有关注意事项1.1 原料油与新氢原料油的馏程、残炭、氮含量、硫含量和金属杂质等会直接影响催化剂的反应性能和寿命。
原料油质量很差时,容易氧化生成胶质,并在催化剂上结焦积碳,催化剂床层压降上升过快,进而导致装置计划外停工,同时还会影响催化剂寿命。
加氢催化剂的预硫化及其影响因素张笑剑摘要:加氢催化剂的预硫化是提高催化剂活性,优化加氢催化剂操作,获得理想经济效益的关键之一。
为获得理想的硫化效果,必须严格控制各阶段的反应条件。
本文介绍了加氢催化剂预硫化的反应原理,探讨了在预硫化过程中影响催化剂预硫化效果的因素。
关键词:加氢催化剂硫化技术操作条件影响因素加氢催化剂硫化是提高催化剂活性,优化装置操作,延长装置运转周期,提高经济效益的关键技术之一。
加氢催化剂主要由金属组分(一般为W,Mo,Co,,Ni 等)和载体(氧化铝 ,二氧化硅,沸石,活性炭,黏土,渗铝水泥和硅藻土等)两部分组成,金属组分以氧化态的形式负载在多孔的载体上,促进加氢脱氮,加氢脱硫,加氢脱芳烃,加氢脱金属,加氢脱氧和加氢裂化等反应。
生产经验和理论研究表明:氧化态催化剂的加氢活性,稳定性和选择性均低于硫化态催化剂。
只有将催化剂进行硫化预处理,使金属组分从氧化态转变为硫化态,催化剂才具有较高的活性,稳定性和选择性,抗毒性强,寿命长,才能够最大限度地发挥加氢催化剂的作用。
1硫化原理1.1 H2S的制备H2S主要来自硫化剂的分解:硫化剂的分解均为放热反应,且理论分解温度与实际操作条件下的分解温度有所差别,一般有机硫化物在催化剂和H2条件下分解温度通常比常温下分解温度低10~25o C。
CS2+4H2=CH4+2H2SCH3SSCH3+3H2=2CH4+2H2S1.2金属氧化物的硫化金属氧化物的硫化是放热反应。
理想的硫化反应应为MoO3+2H2S+H2=MS2+3H2O9CoO+8H2S+H2=Co9S8+9H2O3NiO+2H2S+H2=NiS+3HOWO3+2H2S+H2=WS2+3H2O在H2和H2S存在下,金属氧化物存在还原和硫化的竞争。
硫化效果直接影响到催化剂的使用性能。
影响催化剂硫化效果的因素有催化剂的载体性质、负载的金属种类、硫化方法、硫化温度、硫化时间、硫化压力、硫化剂的浓度和种类等。
加氢催化剂器外预硫化技术的工业应用
贺胜如;袁赞根;刘建平
【期刊名称】《石油炼制与化工》
【年(卷),期】2004(035)008
【摘要】介绍了石油化工科学研究院开发的器外预硫化催化剂RS-1(S)和预硫化技术在长岭炼化股份有限责任公司低压组合床重整预加氢装置上的工业应用情况.标定结果表明,器外预硫化催化剂RS-1(S)的活性达到氧化态催化剂RS-1器内硫化的水平,工业应用取得了成功.在加氢系统使用器外预硫化催化剂开工,具有投资省、污染小、开工过程简单、开工时间短、开工成本低、安全可靠等特点.
【总页数】3页(P34-36)
【作者】贺胜如;袁赞根;刘建平
【作者单位】中国石化长岭炼化股份有限责任公司,岳阳,414012;中国石化长岭炼化股份有限责任公司,岳阳,414012;中国石化长岭炼化股份有限责任公司,岳
阳,414012
【正文语种】中文
【中图分类】TE6
【相关文献】
1.加氢催化剂器外预硫化技术现状 [J], 罗树权;孙征;高雪
2.器外预硫化型深度加氢脱硫催化剂FH-UDS的工业应用 [J], 李顺新;张勇;任靖;曹光伟
3.加氢催化剂预硫化的新途径—器外预硫化 [J], 赵开诚
4.器外预硫化Claus尾气加氢催化剂LSH-01S及其工业应用 [J], 杨东明;杨百科;高步良;燕京;张正才
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加氢催化剂预硫化技术进展加氢催化剂预硫化技术进展徐海升;钟方;许世业【期刊名称】《石化技术与应用》【年(卷),期】2017(035)003【摘要】介绍了预硫化反应机理,综述了器内和器外预硫化技术的发展现状.结果表明:器外预硫化技术具有开工时间短,环境污染少的优点,已成为加氢催化剂预硫化的主要技术;未来,器外加硫完全活化技术将成为加氢催化剂预硫化发展的重要方向.%The presulfurization reaction mechanism was introduced and the present development situation of in-situ and ex-situ presulfurization technology were reviewed with 33 references.The results showed that the ex-situ presulfurization technology became the main technology of hydrogenation catalyst presulfurization,because of its advantages of short starting time and less environmental pollution.In the future,the ex-situ resulfurized and fully activated technology would become the important development direction of hydrogenation catalyst presulfurization.【总页数】5页(238-242)【关键词】加氢催化剂;器内预硫化;器外预硫化;硫化剂【作者】徐海升;钟方;许世业【作者单位】西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065【正文语种】中文。
加氢催化剂预硫化技术探讨发表时间:2020-07-23T05:47:45.084Z 来源:《中国科技人才》2020年第7期作者:刘春利[导读] 现阶段,我国社会经济水平己经有了较为显著的提升,原油也向重质化的方向发展,其所设定的清洁油品的质量标准要求开始逐渐提高,炼油厂的加氢技术需求也在不断提高。
其中加氢技术的重要组成部分便是加氢催化剂,加氢催化剂的成分类别比较多,所包含的氧化物活性较高,需要在一个硫化的状态下合理地使用非贵金属加氢催化剂,提升非贵金属加氢催化剂的预硫化效果,提升总体催化剂的使用活性,让其装置可以更好的运转,达到延长装置运转周期的目的。
刘春利中国石油哈尔滨石化公司黑龙江省哈尔滨市 150056摘要:现阶段,我国社会经济水平己经有了较为显著的提升,原油也向重质化的方向发展,其所设定的清洁油品的质量标准要求开始逐渐提高,炼油厂的加氢技术需求也在不断提高。
其中加氢技术的重要组成部分便是加氢催化剂,加氢催化剂的成分类别比较多,所包含的氧化物活性较高,需要在一个硫化的状态下合理地使用非贵金属加氢催化剂,提升非贵金属加氢催化剂的预硫化效果,提升总体催化剂的使用活性,让其装置可以更好的运转,达到延长装置运转周期的目的。
关键词:加氢催化剂;预硫化技术引言加氢催化剂大多是由Ni,W,Mo,Co等活性金属组分和载体组成,其中金属组分是以氧化态形式分散在载体上,可进行加氢脱硫、氮,加氢脱芳烃及加氢裂化等反应。
研究表明,未经预硫化的催化剂的活性、选择性和稳定性均低于硫化态的催化剂,而且使用寿命较短。
将氧化态的催化剂进行预硫化,使活性金属组分转变为硫化态,可最大限度的发挥加氢催化剂的活性,因而加氢催化剂预硫化技术的开发和应用,成为国内外研究的热点,受到广泛关注。
1化剂预硫化方式催化剂的二氧化硫采用硫的形式,大致分为装置内二氧化硫和装置外二氧化硫两类。
二氧化硫主要是在相应反应堆中进行一系列前置过滤器的催化剂。
加氢催化剂器外预硫化技术
杨博;胡博
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2009(037)005
【摘要】简述了器外预硫化技术的优点,介绍了加氢催化剂器外预硫化技术的发展历程,并以浙江某化学公司采用的抚研院开发的FRIPP EPRES器外预硫化型催化剂一次开车成功的工业应用说明,器外预硫化技术可以消除开工过程中硫化剂对人体健康、安全的危害以及对环境的污染,减少装置污油排放,简化炼油装置的开工过程,大大降低开工成本.此项新技术具有良好的推广前景.
【总页数】3页(P219-220,223)
【作者】杨博;胡博
【作者单位】中海石油炼化有限责任公司惠州炼油分公司,广东,惠州,516086;中海石油炼化有限责任公司惠州炼油分公司,广东,惠州,516086
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.67
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1.加氢催化剂器外预硫化技术研究进展 [J], 王燕;范洪伟;陈昕;陆雪峰;王鑫
2.加氢催化剂器外预硫化技术现状 [J], 罗树权;孙征;高雪
3.加氢催化剂器外预硫化技术现状 [J], 孙征;
4.加氢催化剂预硫化的新途径—器外预硫化 [J], 赵开诚
5.浅谈加氢催化剂器外预硫化技术发展现状 [J], 高卓然
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加氢催化剂器外预硫化技术发展概况 张超 惠建明 (上海宝钢化工有限公司,上海 201900) 摘要:本文概述了加氢催化剂预硫化的基本原理,重点介绍了20世纪80年代以来,TRICAT、EURECAT、AKZO等公司在加氢催化剂器外预硫化技术领域的发展和突破,同时对国内该领域的技术现状作了简要论述。
关键词:预硫化 加氢催化剂 器外 The Developments of Ex-situ Presulfiding Hydrotreatment Catalysts ZHANG Chao, HUI Jianming Abstract: The fundamental of presulfiding hydrotreatment catalysts were summarized. Since 1980's, the developments of ex-situ presulfiding hydrotreatment catalysts in TRICAT, EURECAT, and AKZO international companies were introduced. And the technology actuality inland was expatiated.
Key words: presulfiding, hydrotreatment, ex-situ 前言 近年来,随着世界石油储量减少,原油重质化趋势日益明显,原油中硫、氮、金属等含量增加,为了充分利用有限资源,炼油工业需要更有效的脱除技术;而且目前世界大城市污染严重,空气质量越来越差,对机动车辆排放废气中的NOx、SOx及芳烃含量等的限制更加苛刻;加氢技术是生产清洁燃料、减轻环境污染的有效措施之一,由于这些原因,使得加氢技术成为炼油工业中非常重要的加工环节,因此,开发具有高活性和选择性的加氢催化剂受到了人们的广泛关注。 加氢技术的关键是催化剂,Mo、Co、Ni、W等金属元素作活性组分,并以氧化态分散在多孔载体上。这种形态的催化剂加氢活性低,稳定性差,如果催化剂以这种形态投入使用,那么在几周内催化剂就会失活到运转末期的状况。将催化剂进行预硫化处理,即在硫化剂和氢气存在下,使金属氧化物转化为金属硫化物,才能表现出较高的加氢活性、较好的稳定性、较佳的选择性和抗毒性,延长使用寿命。且催化剂硫化度越高,其活性越大。因此加氢催化剂在使用前必须进行硫化[1]。 一、预硫化的反应原理 加氢催化剂的预硫化反应属于放热反应,并有水生成。硫化剂不同,其分解温度也不同,一般在139℃开始发生硫化反应。在气相硫化过程中, 温度在222 ℃以上开始出现温升。只要有H2S存在,硫化反应比还原反应易于进行。硫化反应[2]分2步进行: (1)硫化剂的分解反应(以CS2为例)
SHCH4HCS2422 (2)金属相态转化反应(Ni、Co、Mo为活性金属) O3HSNiHS2H3NiO22322
O9HSCoHS8H9CoO28922 O3HMoSHS2HMoO22223 同时,在氢气存在下,氧化态金属组分在361℃开始发生还原反应,硫化时一旦没有H2S,就有可能发生还原反应,以MoO3为例,其还原反应为:
OHMoOHMoO2223 预加氢过程存在着硫化和加氢还原的竞争反应,一旦氧化态的金属被还原成低价态的氧化物,与H2S反应速度就变得很慢,其金属组分也难以转化成高活性和高稳定性的硫化态催化剂。MoO3还原后,还会引起钼的烧结,使催化剂比表面积减小,形成金属块。因此,硫化时应严格控制氢气和硫化剂进人反应器的时间和温度,控制硫化时放出的热量,避免氧化态金属组分的还原反应发生,达到完全硫化的目的。
二、预硫化技术的发展简况 国外在加氢催化剂预硫化技术方面的研究起步较早。早在1930年石脑油加氢脱硫装置首次采用预硫化工艺。1950年以后在重油加氢处理中采用了催化剂的预硫化技术。加氢催化剂的预硫化技术有器内预硫化和器外预硫化两种方式。器内预硫化是将氧化态加氢催化剂装入加氢反应器中,然后通入氢气和硫化剂或氢气和含硫化剂的馏分油进行硫化。器外预硫化是先将氧化态加氢催化剂与硫化剂结合再装入反应器中,然后通入氢气和原料油进行预硫化。 2.1 器内预硫化 迄今为止,国内外大多数炼油厂仍采用器内预硫化方式[3]。根据硫化剂的状态不同,器内预硫化方式又可分为湿法硫化和干法硫化。 湿法硫化也称液相硫化,是先将液体硫化剂溶于轻馏分油中形成硫化油,然后输入反应器内与加氢催化剂接触进行硫化反应。由于液相传质、传热环境好,硫化过程易于控制。但是液相硫化前必须对催化剂进行干燥处理,以除去水分,否则,湿催化剂与进料一起升温时,易使催化剂受到损伤,床层压力增加。而且由于馏分油在反应中易分解而产生较多不饱和烃,故硫化时间长、催化剂积碳多。另外,对高金属含量的催化剂常常难以硫化,影响了催化剂的活性和稳定性。加之液体硫化剂自燃点低,腐蚀性强,毒性大,储运比较困难。以无定形硅铝为载体的催化剂宜采用液相硫化方式。 干法硫化也叫气相硫化。该法不需制备硫化油,而且将硫化剂与氢气混合后一起进入催化剂床层,这样不但可以减少硫化剂损失,避免了反应器上游设备管件内表面的金属腐蚀,而且硫化过程完成较快,硫化较为均匀。但是没有矿物油作热载体,硫化过程中放出大量的热会使反应器内温度过高,反应较难控制。为了使加氢催化剂达到最佳的硫化效果,必须严格控制硫化各阶段的反应条件。含有分子筛的催化剂多采用气相预硫化方式。器内预硫化时间理论上一般60-72h,而实际硫化时间往往更长。 2.2 器外预硫化 针对器内预硫化方式的不足,20世纪80年代加氢催化剂器外预硫化技术逐渐兴起。一些催化剂再生公司和催化剂制造公司合作开发了器外预硫化催化剂,这种催化剂必须满足高活性,呈均匀的硫化态;装填、储运等方法简便;能够用较容易和较快的方法进行活化。器外预硫化催化剂,即硫化态催化剂含有恒量的硫及一些烃类物质,在投料使用前还须在反应器中进行氢气活化。 TRICAT公司[4]近年来在成功地开发出沸腾床器外再生技术的基础上,又开发出了沸腾床器外预硫化技术,该技术是利用硫化氢和氢气在沸腾床反应器内进行预硫化。经过这样处理过的催化剂,金属氧化物已经转化成金属硫化物,在另一个沸腾床反应器中采用一种气体钝化剂进行钝化。这种经过硫化和钝化的催化剂可以暴露在空气中,再添加到反应器中去,加氢装置可以直接加工原料油,进行正常操作,而不需要任何预处理,也不存在硫化放热和生成水的问题,该技术被称为真正的器外预硫化技术。在TRICAT公司开发的器预硫化技术中,硫化和钝化气体除了能够起硫化和钝化作用外,还可以作为床层膨胀用气。该技术的开发成功使加氢催化剂真正做到了器外预硫化。 从20世纪80年代至今,EURECAT公司[5]推出了一系列用多硫化物进行的器外预硫化工艺,取得了较好的硫化效果。该公司于1985年成功开发出多硫化物器外预硫化技术,并于1988年对该技术进行了深入的研究。该技术主要分两个阶段,第一阶段在器外进行,即用含多硫化合物的溶剂浸渍催化剂,第二阶段在器外进行,即对浸渍过的催化剂进行升温干躁处理,至此硫化结束,接下来就可以进原料加氢反应。1995年,Eurecat对现有的技术进行了较大的改进, 将硫化剂、烯烃和溶剂组成的混合物浸渍到催化剂上。该技术创新之处是在硫化剂的基础上,引人了烯烃和溶剂,使加氢催化剂在工业开工时产生的热效应得到消除。 AKZO公司[6]于1992年申请了器外预硫化专利。该器外预硫化技术采用水溶性有机硫化剂,在室温下将硫化剂浸渍到催化剂上,然后在100℃下干燥,此技术可以提高催化剂的加氢活性。2002年,该公司提出了一种新的器外预硫化技术,利用浸渍法或混捏法将硫化剂负载在催化剂表面及微孔中,由于该技术具有节省开工时间,对环境污染小等特点,该公司采用此技术后经济效益明显增加,催化剂的销售量提高了40%,采用催化剂器外预硫化的加氢装置,开工时间比器内预硫化节省40h。 器外预硫化加氢催化剂是当今国内外先进的炼油催化剂应用技术。之前只有国外少数几个大公司拥有此项技术。随着市场对石油产品环保化的要求和炼油催化剂与炼油生产的深入结合,催化剂在炼油大工业中起着举足轻重的作用。国内各家催化剂研究单位纷纷进行了此项研究,并取得一定的成功。 中国石化科学研究院[7](简称石科院)开发的新型加氢催化剂器外预硫化技术具有世界先进水平。该技术将含烯烃组分、元素硫和助剂混合物在100-220℃下加热0.5h以上,于惰性气氛下, 在100-300℃加热催化剂1h以上。含硫烯烃溶液中总硫含量(质量分数)4%-40%, 元素状态的硫和以硫化烯烃存在的硫质量比为0.5-7,浸渍温度为室温至220℃,浸渍时间为0.5-5h,该技术填补了我国在器外预硫化技术的空白。2003年6月,石科院的器外预硫化技术在长岭炼油厂某低压组合床重整装置的预加氢部分首次工业应用。整个活化过程从升温到320℃恒温结束共14h,活化过程中硫释放比较集中,催化剂加氢活性与器内硫化催化剂加氢活性相当。 中国石化抚顺石化研究院[8]成功开发出加氢催化剂器外预硫化技术。该技术具有持硫性能好硫化度高强度好等特点,工艺路线简单可行,产品质量重复性好,能够集中解决环保问题。与器内预硫化相比,该技术具有以下优势:一是可以使加氢催化剂活性金属组分利用率提高;二是可以节省催化剂的开工时间并能简化催化剂的开工程序;三是开工现场可以避免使用有毒硫化物。采用器外预硫化加氢催化剂开工时可以直接升温硫化,而且遇到反应器操作压力较低、物流不均的情况时,器外预硫化催化剂仍然可以达到较好的硫化效果。
三、总结 加氢催化剂器外预硫化技术还在不断的发展和完善,方便、快捷、高效的器外预硫化代替传统的器内硫化已成为必然趋势。鉴于国内普遍采用器内预硫化工艺的现状,应该尽快开发、推广器外预硫化技术,在国内建立器外预硫化的基地,将加氢催化剂集中处理,提高设备有效利用率,防止环境污染,提高催化剂的预硫化水平及其活性。