Catalizzatore di idroconversione di solforidi organici con elevata capacità di conversione di zolfo organico
1Caratteristiche e campo di applicazione
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 valueI catalizzatori di idroconversione da cobalto molibdeno e l'ossido di zinco sono solitamente utilizzati per la desolforazione di gas o oli di alimentazione.
Il catalizzatore di idroconversione T201, con elevata capacità di conversione di zolfo organico, è applicabile all'idroconversione di gas di alimentazione per impianti di ammoniaca su larga scala.Può ridurre lo zolfo organico nei gas di alimentazione a meno di 0..1 ppm.
Le principali reazioni di idroconversione sono le seguenti:
RSH+H2 = RH+H2S
R1SSR2+3H2 = R1H+R2H+H2S
R1SR2+2H2 = R1H+R2H+H2S
C4H4S+4H2 = C4H10+H2S
COS+H2 = CO+H2S
dove R=gruppi alchilici.
Questo prodotto è applicabile anche per l'idroconversione organica a zolfo di oli leggeri o idrocarburi gassosi in petrolchimica.
2. Proprietà fisiche
Apparizione
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estrusioni blu chiaro
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Dimensione delle particelle / mm
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φ3 × 4 ̇15
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Densità di massa/kg·L-1
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0.60 ¢ 0.70
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3.Norma di qualità
Secondo la norma industriale HG2505-93, il catalizzatore T201 deve essere conforme alla norma seguente:
resistenza alla frantumazione,N·cm-1
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min80
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Perdite per attrito, %
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Max3.0
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Conversione di tiofene, %
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99
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4. riferimento Condizioni di esercizio
zolfo organico nei gas o nell'olio, ppm
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100-200
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Rapporto volume H2/olio
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50-100
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o contenuto di idrogeno del gas di alimentazione, in %
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2-5 vol.
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LHSV, h-1
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1-6
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GHSV, h-1
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1000-2000
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Pressione di funzionamento, MPa
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1.0-4.0
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Temperatura di funzionamento,°C
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300-450
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Ammonio nel gas idrogenato, ppm
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max100
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Arsenico nell'olio per mangimi, ppb
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max100
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zolfo organico in gas o petrolio idrogenati, ppm
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Max0.1
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Le reazioni di idrogenazione avvengono a 300-450°C. La temperatura iniziale è di solito controllata a 350-380°C. Se la concentrazione di zolfo nell'olio di mangime rimane al di sotto di un certo limite (ad es. , 0,2 ppm) a lungo termine, si verificherà un fenomeno di "discarica di zolfo".La temperatura di funzionamento nella prima sezione deve essere tale da garantire una concentrazione di zolfo di 2 ‰ 10 ppm nella benzina di scarico., in modo da mantenere il catalizzatore nella seconda sezione allo stato solforato.
5. carico
(1) Prima di caricare il catalizzatore, pulverizzare il catalizzatore e pulire il reattore da eventuali residui.Gli operatori che lavorano all'interno del reattore devono stare su una larga piastra di legno senza calpestare direttamente il catalizzatore.
(2) - installare palle inerte in alto e in basso del reattore; le particelle del catalizzatore sono separate dalle palle inerte da una rete di filo inossidabile di maglie più piccole del catalizzatore.
(3) Per far cadere il catalizzatore lentamente e uniformemente da un'altezza massima di 1, si utilizza un imbuto collegato da un tubo di stoffa di tipo S.2 m dal reattore tenendo tenuto l'estremità inferiore del tubo per evitare la rottura delle particelle.
(4) Gli operatori di carico non devono stare direttamente sul letto del catalizzatore durante il carico.
6. Avvio e catalisatore di presulfuro
Purificare il sistema con azoto o altri gas e poi riscaldare il letto del catalizzatore con azoto, idrogeno-azoto o gas naturale.e poi da 30°50°C/h a 220°C. Poi effettuare la presulfurizzazione durante il riscaldamento.
Di solito non è necessario pre-sulfuro per la prima utilizzazione del catalizzatore quando si utilizza gas naturale, gas associato o nafta leggera come materia prima,poiché lo zolfo inorganico nel mangime gassoso può raggiungere gradualmente la solfidazione durante il funzionamentoTuttavia, nel caso del trattamento degli idrocarburi con zolfo elevato e/o complesso, la presulfidatura è necessaria per la prima volta per ottenere una maggiore attività di idrogenazione.L'assorbimento di zolfo ammonta a circa il 5% del peso totale del catalizzatore al termine della presulfuroformazione..
La presolfurazione può essere effettuata in due modi:
(1)Aggiunta di CS2 in azoto o idrogeno
Aggiungere il CS2 al gas di alimentazione (idrogeno-azoto o idrogeno) dopo averlo riscaldato fino a 220°C. Eseguire la presulfurizzazione riscaldando a 20°C/h fino alla temperatura di esercizio.La presulfurazione può essere considerata completa quando viene aggiunto un gas contenente zolfo equivalente alla capacità assorbente teorica di zolfo del catalizzatore.
Presulfuro:
zolfo nel flusso di gas, %
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0.5-1.0 (volume)
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GHSV, h-1
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400-600
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Pressione, Mpa
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da pressione atmosferica a bassa pressione ((max0,5)
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(2) Aggiunta di CS2 all'olio leggero (preferibilmente nafta leggera)
Passare il solforante nel letto del catalizzatore quando la temperatura del letto raggiunge 220°C. Continuare a solforare riscaldando a 20°C/h fino alla temperatura di funzionamento.La presulfurazione può essere considerata completa quando viene aggiunto un solforante equivalente alla capacità teorica di assorbimento dello zolfo del catalizzatore.. Poi aumentare la pressione alla condizione di funzionamento, passare all'alimentazione di idrocarburi e regolare la temperatura, LHSV e idrogeno/olio, e e gradualmente procedere al normale funzionamento a pieno carico.
Aumentare correttamente la temperatura di funzionamento nella fase successiva di servizio del catalizzatore per aumentarne l'attività.
Presulfuro:
zolfo in solfuro, in %
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0.5-1.0 (t)
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Rapporto idrogeno/olio
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600 vol
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Pressione, MPa
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0.5
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LHSV, h-1
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1.0
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7 Chiusura
(1) Interruzione temporanea
Per l'alimentazione liquida, interrompere l'alimentazione, depurare il sistema per 1 ora per rimuovere gli idrocarburi liquidi, chiudere le valvole di entrata e di uscita e mantenere la temperatura e la pressione nel reattore.tagliare l'alimentazione e mantenere la pressione.
(2)Arresto a lungo termine
Per l'arresto a lungo termine senza smontaggio del reattore, ridurre al 30% il carico, ridurre la temperatura a 30-50°C/h a 250°C e la pressione a 1,5 MPa a non più di 0.5 MPa/h per evitare la rottura del catalizzatore. quindi interrompere l'alimentazione, depurare il sistema con idrogeno per 1 ora, chiudere le valvole di entrata e di uscita, mantenere la pressione a positivo (non inferiore a 0,1 MPa) e lasciare che la temperatura scenda naturalmente.Per mangimi a gas, tagliare l'alimentazione e abbassare la pressione e la temperatura alla velocità sopra menzionata.
Per l'arresto a lungo termine con smontaggio del reattore, depurare il sistema con azoto, mantenere la pressione positiva e abbassare la temperatura a 40°C per lo smontaggio.
(3)Avviamento dopo la chiusura
Per l'alimentazione liquida, per evitare la riduzione del catalizzatore (soprattutto a più di 250°C), riscaldare con azoto o gas inerte fino alla temperatura di funzionamento.Poi passare a olio di alimentazione e idrogeno- per gli alimenti gassosi, riscaldare direttamente con alimenti gassosi e idrogeno.
Se per il riscaldamento viene utilizzato gas idrogenante, l'alimentazione di idrocarburi nel reattore deve avvenire immediatamente dopo che la temperatura ha superato il punto di rugiada dell'idrocarburo liquido.e quindi continuare il riscaldamento fino alla temperatura di funzionamento.
(4)Arresto accidentale
A causa della varietà delle cause degli incidenti, non è possibile adottare una procedura generale per lo spegnimento accidentale.
1La riduzione della temperatura a più di 50°C/h quando la temperatura del reattore è superiore a 200°C è dannosa sia per la resistenza che per l'attività e la durata del reattore.
2Il reattore può tollerare una breve interruzione dell'approvvigionamento di idrogeno (diversi minuti).talvolta così gravi da rendere necessaria la rigenerazione o il passaggio.
Il contatto a lungo termine con idrogeno privo di zolfo a temperature superiori a 250°C può causare la riduzione e quindi la perdita di attività del catalizzatore.
8. Rigenerazione
L'attività del catalizzatore può deteriorarsi con il tempo di servizio a causa della formazione di coke.
Spegnere secondo la procedura di "spensione a lungo termine senza smontaggio". Abbassare la temperatura a 250°C e la pressione a quella atmosferica e quindi passare il vapore contenente aria (0,5-1.0% di ossigeno) nel reattore per la rigenerazioneAumentare la concentrazione di ossigeno nel vapore con l' aumento della temperatura fino a raggiungere l' aria.Mantenere a 450°C (massimo 475°C) per 4 ore dopo che non vi è alcun aumento della temperatura e la concentrazione di ossigeno all'ingresso e all'uscita diventa ugualeAllora la rigenerazione può essere considerata completata.
Quando si osserva un rapido aumento della temperatura mentre si aumenta la concentrazione di ossigeno nel vapore, si interrompe l'aggiunta di aria e si passa solo il vapore all'aumento della temperatura di sollievo.Riprendere e aumentare l'aggiunta di aria quando la temperatura diventa normale- può verificarsi una reazione esoterma che provoca un notevole aumento della temperatura a 350-400°C. Controllare rigorosamente l'aggiunta di aria e evitare danni al catalizzatore per aumento di temperatura.
L'analisi della concentrazione di ossigeno e di CO2 nel flusso di uscita è utile per controllare il progresso della rigenerazione.La rigenerazione può essere considerata completata quando l'ossigeno nel flusso di entrata e di uscita si avvicina alla stessaContinuare a far passare il flusso d'aria e abbassare la temperatura da 40°50°C/h a 220°C. Successivamente passare alla depurazione dell'azoto e alla presulfurizzazione e infine al normale funzionamento.
Il ciclo di rigenerazione è di 2-3 anni in condizioni di funzionamento normali.
9. Imballaggio e conservazione
Il catalizzatore è confezionato in una botte di ferro rivestita all'interno da sacchetti di plastica e deve essere conservato in un luogo asciutto e fresco.Il catalizzatore può di solito essere conservato per diversi anni senza notevole deterioramento delle proprietà e dell'attività.
durante la rigenerazione per evitare un'impennata di temperatura che possa causare una perdita di attività del catalizzatore.