王莉(东华工程科技股份有限公司,安徽,合肥 230000)
EB系列高压耐硫变换催化剂的特征及其工业应用
王莉(东华工程科技股份有限公司,安徽,合肥 230000)
该文章以EB系列耐硫变换催化剂为基础进行分析,首先进行催化剂原理介绍,并统计不同化工厂在实际使用中的工艺流程和问题发生情况,再进行工业总结。EB系列高压耐硫变换催化剂所具有的起活温度低、耐毒性强、使用年限长等特点对工业应用有十分重要的现实意义。
EB系列高压耐硫变换;催化剂;工业应用
随着EB系列脱硫催化剂的应用发展,使用高压耐硫变换催化剂的变换工艺(工艺)越来越多,且以高水气比的工艺流程为主。随着EB系列耐硫催化剂应用技术的发展,3.5MPa的压力变换工艺不断增多。通过简述EB系列耐硫变换催化剂的工艺特点,对EB系列耐硫变换催化剂的工业应用进行介绍。
EB系列耐硫变换催化剂是化工部和湖北省最重要的攻克项目,同时也是国家“七·五”重点攻克项目且于1992年11月被化工部鉴定,并于1995年通过国家教科委员会统一组织的验收。EB系列催化剂的原料是Al2O3,催化剂载体是MgO并以氧化钼和氧化钴为有效成分。在催化剂使用中,尤以催化剂的高温变换特点为最,能够提升反应速率。碱土金属的一大特征就是增强催化剂的高温变换活性,还能抵制甲烷化、乙烯化等副反应。作为催化剂载体的MgO具有的弱碱性和吸水性,对煤气变换反应起促进作用。所以,EB系列催化剂对于脱硫变换,对整个化工企业都有研究价值。EB催化剂所具有的微粒直径小、分布均匀等特点使其被广泛使用和接纳。
2.1 整体工艺
化工部的交换流程特点就在于能够利用合成变换热网流程,以此提升饱和塔的内部热水温度,以达到标准要求的“调零耗值”。饱和塔出口的水煤气经过主热炉加温和第一次调温变换后将温度控制在300°C左右再进行第二次炉温变换反应,控制出口水煤气融合主炉温度后将温度调节至470°C,再经过第二次的调温变换将温度调节降至190°C进行第一次低温变换,经过第一次低温变换由出口排除,通过第二阶段的的温度控制调节装置将炉温调节至260°C,再经过降温处理,完成第二次低温变换,再次使温度降到190°C,当温度控制在190°C到220°C之间时,可通过热水接收塔添加水,经过热水塔循环吸收热量。热水塔中的热水在通过出口之前要经过热水泵加压,再分成两条路径,一条路径通过第一加热水器装置,第二调控温度装置和第一温度融合塔进行水的循环加热;另一条路径则是直接通过循环实现水温控制,在循环的同时控制温度,难度较前者大很多。热水在经过循环系统后,回收的热能可直接与饱和塔内部的主热炉和水煤气混合实现蒸汽循环。
2.2 固定床造气工艺
一些化工企业对于蒸汽需求的来源主要靠固定床造气工艺实现,这其中最为重要的几个组成部分为压缩冷却器,该装置主要进行半水煤气的冷却处理工作;丝网除油器,重点是保证蒸汽成分,排除油气污染;对于主热交替换热器而言,在温度达200°C左右时可通过升温调控将温度控制在390°C,通过喷水增湿的方式加强蒸汽作用。固定床造气工艺的使用,重点是把高压蒸汽变换为全低蒸汽进行蒸汽增设,这在我国是第一套理论转换为实践的体现。
3.1 设备腐蚀严重
化工企业多采用饱和热水回收热量的方式进行工业应用,但饱和热水塔的回收能量使蒸汽消耗过低的同时也带来了设备腐蚀问题。究其原因主要是煤气中所含CO2和硫化物过多,产生腐蚀性气体,导致在进行蒸汽化时气体腐蚀现象严重。且随着压力变化,腐蚀性气体压强增大,更使得腐蚀问题严重化。一些采用全低变换步骤的企业,则不必担心腐蚀问题,只需在蒸汽值相对过高的时候控制CO排放量,再加大醇氨比值,降低蒸汽消耗值,在工艺流程上,仍可以继续降低蒸汽消耗值。
3.2 费-托反应
EB系列高压耐硫变换催化剂在水气含量较低时会发生四氧化三铁的过度还原现象,进而引起催化剂活性降低、强度下降问题,更严重则可能会出现费-托反应。针对这一现象,化工企业有着各自不同的看法,业内人士相对赞同的说法是非全低变换流程致使醇还原速率下降,催化剂活性降低,蒸汽粉化突出。此外CO排放量过大,致使反应阻力增强,对粉化作用阻碍无效果。但现阶段化工企业仍有不少还在继续使用非全低交换流程。这仍需要业内人士的共同努力,降低费-托反应的发生。
EB系列耐硫变换催化剂在工业上的应用较为广泛,主要以整体工艺和固定床造气工艺为主,其特点主要体现在,第一EB系列催化剂自身所具备的起活温度低、使用年限长、耐高温高压处理特性,第二是指在催化剂制作方面,其技术可谓科学独特,在进行工业应用时其所具备的阻力小、变换率高为工业发展提供了不少方便,第三,EB系列的广泛适用性,在各造气工艺高压变换中都能发挥作用。
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