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实验室主任
ASPEN如何表示制冷剂R407c和R410a? 用个闪蒸罐即可。,,,,,,查看更多
问个 联醇变换的问题? 1. 引 言从90年代初开始开发 全低变工艺 至今,已有 十个年头,十年来应用厂家从无发展到100多家, 又缩减到目前的40多家,成功与失败的教训告诉 人们每项技术都有其局限性。符合该技术的使用 条件,就能应用成功;反之,只有失败。本文系 统地总结了 全低变工艺 应用成功所必备的九个关 键因素,以期对 全低变工艺 厂家有所帮助。 2 关键因素 2.l 全低变系列催化剂 对于含氧煤气的 全低变工艺 来讲,除氧剂是 全低变工艺 能否应用成功的充分必要条件,换言 之,对于间歇造气的化肥厂家,使用 全低变工艺 必须使用除氧剂,并且要足量,否则只有失败。 除氧剂的商业名称有多种,也有多种商业宣 传,但实质只有一个,那就是脱除半水煤气中的 氧至0.2%以下才能确保 全低变工艺 的正常运 行。国内目前只有少数厂家掌握了该技术。 全低变催化剂也有其特殊性,主要有两个性 能指标,一是活性组份含量要达到一定数值,达 不到部颁标准是不能确保长周期运行的;二是载 体,特别是第一低变的催化剂载体,要选耐氧性 能好的载体,载体原材料中拟薄水含量越多越耐 氧,但载体成本也较高。 2.2 硫化 高质量的耐硫变换催化剂不一定就具有好的 变换活性,关键在于催化剂的硫化。生产实践表 明,尽管cs2易燃有一定毒性,但它是目前发现 的最好的硫化剂。硫化成功的必备条件有三个,一 是要有足够高的硫化温度,一般在4000c以上;二 是要有足够的强制硫化时间,要超过4h最好有 2h以上的闷炉;三是强制硫化时,原料气中的硫 化氢越高越好,一般不低于15g/m3硫化时要防 止催化剂超温,超过5500c会对催化剂造成危害, 但短时间超温对催化剂活性影响不大。 非原始开车硫化催化剂,最好在反应器入口 补充些新变换催化剂或υ-ai2o3球,否则使用 cs2硫化时将起不到显著复活的作用,因为除氧 剂或耐硫变换催化剂在使用一段时间后,其cs2 水解加氢活性会显著丧失,硫化时加入的cs2无 法转化为h2s来硫化催化剂,而是吸附在催化剂 上或者带入后系统造成设备的腐蚀。 2·3 杂质对催化剂的影响 半水煤气中的氧造成低变催化剂的硫酸盐化 而快速丧失活性,压缩机油和焦油低温下吸附在 催化剂上,堵塞孔道,使催化剂丧失比表面,高 温下部分催化脱氢成焦状物,沉积在催化剂上使 催化剂活性大为降低。砷对低变催化剂有很强的 毒性,陕西渭河化肥厂深受其害。蒸汽及饱初塔 中的钙、镁离子会造成低变催化剂的低温活性丧 失,含最在0·5%以上就有显著的影响。蒸汽及原 料气中的磷会造成低变催化剂的快速失活,含最 在0.3%以上就会使变换活性迅速下降,原料气 中的nh3对低变催化剂活性无明显影响,但在较 高压力下如大于2.0mpa会加速υ--ai2o3载体 转型为aiooh,从而使催化剂强度受到损害,催 化剂的比表面下降。变换气中夹带的so42-对低 变催化剂造成极大损害,与催化剂中的k反应生 成k2so4,使催化剂快速失活。氯及氯化物不是低 变催化剂的毒物,hcn对催化剂的活性也没有影 响,原料气中生成的淡基铁和碳基镍会在除氧剂 上分解,致使除氧剂堵孔而失活,但不会影响低 变催化剂的活性. 2·4 雾化 水 原料气中的雾化水造成低变催化剂不可逆失 活,无法再生,不管是催化剂硫化中还是正常生 产,都要避免该现象的发生,产生雾化水的可能 因素有蒸汽带水、饱和塔带水、喷水带液、调温 水加设计不当引起冷凝带液和硫化带水等,失活 机理可能是雾化水导致低变催化剂中的钾从催化 剂内部迁移到表面,从而堵塞催化剂的表面孔道, 致使反应气体无法进入催化剂中,使催化剂失活 而且无法硫化再生,sem、tem和edax分析 已证实厂上述结果. 2·5 半水煤气中的总硫 全低变工艺 中硫的问题主要从两个方而考 虑,一是低变催化剂的反硫化,决定总硫的下限; 另一是设备的腐蚀,决定着硫的上限。低变催化 剂的反硫化由以下四个因素决定:温度、总硫浓 度、h2o/气和催化剂。高温和高h,h2o/气利于低变 催化剂的反硫化,低变催化剂不同,在同种工艺 条件下,反硫化趋势不同,总硫浓度越低,低变 催化剂越易于反硫化。工业经验值为出饱和塔的 半水煤气中的总硫不宜小于loomg/m3。原料气 中的硫高易造成设备的严重腐蚀,饱和热水塔、换 热器和调温水加是易于被腐蚀的设备,特别是饱 和热水塔,高浓度的硫化物易形成大量的so42-, 造成总固体升高,so42-被带入变换炉易使除氧剂 失活。对于低变催化剂来讲,硫化物对其活性的 影响可分为两个阶段,实验结果表明,原料气中 的硫化物浓度越高低变催化剂的活性越高·在某 一硫化物浓度之下是低变催化剂反硫化造成的活 性下降,而在这一浓度之上,是硫化物浓度造成 的低变催化剂的活性变化,而这一硫化物浓度是 随低变催化剂的不同而改变,因而结合生产实践 对于间歇煤造气 全低变工艺 的合适硫化物浓度建 议为13omg/m3一2g/m3,在这一范围内,尽量提 高硫化物浓渡,以利于低变催化剂活性的发挥。 2·6 全低变一段的热点温度 正常情况下,全低变一段催化剂的热点温度 是全系统中温度的最高点,由七个因素决定,分 别为:原料气中的氧含最、co浓度、硫化物浓度、 h,h2o/气、低变催化剂种类、催化剂装量及反应器 的高径比。半水煤气中的氧含量越高热点就越高, co浓度越高热点温度也越高,高硫化物浓度能 提高热点温度,h2o/气在一定范围内能提高热点 温度,催化剂装虽越多,越利于热点温度的提高, 反应器的高径比越高反应热点就越高。高的热点 温度易于造成低变催化剂的反硫化和烧结,降低 使用寿命。工业实践表明,一般工艺条件上热点 温度不首超过4000c,严禁超过4300c,正常运转 以360一3800c为宜。在改变原料组成时如煤改 焦,在反应器不变而要增产时,茬新装置第一次 开车时, 全低变工艺 厂 家要认真考虑该问题。 2·7 阻力 从生产实践看,造成 全低变工艺 阻力上升的 主要原因不外乎两大类,一类是设备造成的,如 折流板换热器易造成阻力上升,板式换热器易引 起阻力增大,设备尺寸偏小等等。特别不引人注 意的篦子板上的丝网也易引起阻力上升,由于气 体的冲刷作用,催化剂粉尘会向下冲刷,如果丝 网目数太大或者层数太多,粉尘会积聚于此,造 成阻力上升。另一类是催化剂及填料造成的,特 别是除氧剂,出于目前因内的现有技术水平,除 氧剂的强度、磨耗还不尽人意,容易在使用中粉 化引起阻力上升,由于低变催化剂中含有13%左 右的k2co3,在遇到雾化水时由于钾的迁移易造 成结块,引起阻力上升。由于半水煤气净化不好, 大量焦油进入饱和塔,吸附在饱和塔内的填料上, 也易引起阻力上升。 2·8 偏流 全低变系统的偏流,对证常生产危害极大,通 常造成床层局部过热,催化剂床层局部穿透,致 使停车检修,特别是除氧剂床层的偏流,会造成 -段全低变催化剂的快速失活。形成的原因主要 有以下几个方面:①催化剂装填不均,没按要求 装填,人不能直接踏在催化剂上,一定要放一块 木板,②气体分布器设计不合理,有的厂家一根 进气管直接伸到床层上方,造在运行过程中催化 剂沫层表面变形,形成锅底形或蘑菇形偏流。③ 保温层质量不合格,出现裂缝和离壁,气体从裂 缝中沿反应器壁偏流。④低变催化剂结块造成的 偏流,其典型征状是床层阻力上升的同时出口 co浓度提高。 2·9 腐蚀 全低变工艺 的设备腐蚀比较严重,已发现的 腐蚀类型有三种:一是钾富集ci-引起的腐蚀;其 次是so42-引起的腐蚀;再次是露点腐蚀。钾富集 ci-引起腐蚀在大氮肥乌石化和宁夏化工厂已有 报道,美国某甲醇厂也有类似报道。ci-主要来自 水、蒸汽和低变催化剂,齐鲁院己检测到某些厂 家的低变催化剂中添加了ci-。钾主要来自低变 催化剂,其k2co3含量在13%左右。so42-引起的 腐蚀,已被亚sem-edax有所证实,so42-主要来 日于饱和塔、增温器和热水塔,由h2s的氧化而 产生。露点腐蚀不可避免,已有 多种防治措施,但有一方法是不 恰当的,那就是用废铁屑做为预腐蚀措施来保护 主热交,该方法实际上是得不偿失,不但不能解 决露点腐蚀,反而大量铁锈堵塞主热交和第一低 变催化剂床层,引起系统阻力上升。 3 结 语 科技进步一刻不停,每项技术都有其寿命,会 逐渐被新技术取代。而看待一项技术是否先进,不 应单选其一项技术指标,而应综合考虑,否则,在 市场经济竞争中将处于不利地位,合成氨生产中 的 全低变工艺 十多年来的应用成功和失败的事 例,也说明了这一点。查看更多
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简介
职业:合肥茂腾环保科技有限公司 - 实验室主任
学校:川北医学院 - 外国语言文化系
地区:陕西省
个人简介:生活是一种绵延不绝的渴望,渴望不断上升,变得更伟大而高贵。查看更多
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