کاتالیزور هیدروکنورژن سولفید های آلی با قابلیت تبدیل گوگرد آلی بالا
1ویژگی ها و محدوده کاربرد
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 valueکاتالیزور هایدروکنورژن کوبالت ٪ مولیبدنوم و اکسید روی معمولاً برای desulfurization از گاز های تغذیه یا روغن ها استفاده می شوند.
کاتالیزور هیدروکنورژن T201، با قابلیت تبدیل گوگرد آلی بالا، برای هیدروکنورژن گاز های تغذیه برای کارخانه های آمونیاک در مقیاس بزرگ قابل استفاده است.می تواند سولفر آلی را در گاز های خوراک به کمتر از 0 کاهش دهد..1 ppm
واکنش های اصلی هیدروکنورژن شامل موارد زیر هستند:
RSH+H2 = RH+H2S
R1SSR2+3H2 = R1H+R2H+H2S
R1SR2+2H2 = R1H+R2H+H2S
C4H4S+4H2 = C4H10+H2S
COS+H2 = CO+H2S
جایی که R=گروه های آلکیلی.
این محصول همچنین برای هیدروکنورژن سولفر آلی از روغن های سبک یا هیدروکربن های گازی در پتروشیمی قابل استفاده است.
2خواص فیزیکی
ظاهر
|
اکستروژن های آبی روشن
|
اندازه ذرات / میلی متر
|
φ3 × 4 ̇15
|
تراکم عمده/kg·L-1
|
0.60 ۰70
|
3استاندارد کیفیت
بر اساس استاندارد صنعتی HG2505-93، کاتالیزور T201 باید با استاندارد زیر مطابقت داشته باشد:
مقاومت خرد کردن،N·cm-1
|
حداقل80
|
خسارت در اثر فرسایش، درصد
|
مکس30
|
تبدیل تیوفن،٪
|
99
|
4. مرجع شرایط عملیاتی
گوگرد آلی در گازها یا نفت، ppm
|
100 تا 200
|
نسبت حجم H2 به روغن
|
50 تا 100
|
یا حاوی هیدروژن در گاز تغذیه،٪
|
2-5 ((جلد))
|
LHSV، h-1
|
1-6
|
GHSV، h-1
|
1000-2000
|
فشار عملیاتی، MPa
|
1.۰-۴0
|
دمای کار،°C
|
300 تا 450
|
آمونیوم در گاز هیدروژنی شده، ppm
|
max100
|
آرسنیک در روغن خوراک، ppb
|
max100
|
گوگرد آلی در گاز هیدروژنی یا روغن، ppm
|
حداکثر 0.1
|
واکنش های هیدروژنی در ۳۰۰ تا ۴۵۰ درجه سانتیگراد انجام می شود. دمای اولیه معمولاً در ۳۵۰ تا ۳۸۰ درجه سانتیگراد کنترل می شود. در نتیجه، برای سیستم هیدروژنی روغن دو بخش،دمای کار در بخش اول باید به گونه ای باشد که غلظت گوگرد در نفت فاضلاب 2 ¥ 10 ppm را تضمین کند.، به طوری که کاتالیزور در بخش دوم را در حالت سولفید نگه دارید.
5بارگیری
(1) قبل از بارگذاری راکتور را از هر گونه باقی مانده پاک کنید و هر گونه پودر را از کاتالیزور پاک کنید.اپراتورها که در داخل راکتور کار می کنند باید بر روی یک صفحه چوبی گسترده بایستند بدون اینکه مستقیماً روی کاتالیزور قدم بزنند..
(2) . توپ های بی عمل را در بالای و پایین راکتور نصب کنید. ذرات کاتالیزور با یک شبکه سیم ضد زنگ با اندازه ی میش کوچکتر از کاتالیزور از توپ های بی عمل جدا می شوند.
(3) از یک قیف متصل به یک لوله پارچه S استفاده کنید تا کاتالیزور را به آرامی و به طور مساوی از ارتفاع حداکثر 1 پایین بیاورید.2m به راکتور در حالی که نگه داشتن پایان پایین لوله برای جلوگیری از شکستن ذرات.
(4) اپراتورهای بارگذاری نباید مستقیماً در بستر کاتالیزور در طول بارگذاری بایستند.
6. شروع و کاتالیست پیش سولفید
سیستم را با نیتروژن یا گاز های دیگر پاک کنید و سپس بستر کاتالیزور را با نیتروژن، هیدروژن-نیترژن یا گاز طبیعی گرم کنید. روش گرم کردن: 30 ≈ 50 °C/h تا 120 °C، در 120 °C برای 2 ساعت نگه دارید.و سپس از 30°50°C/h تا 220°Cسپس در حالی که گرم می شود، پیش از سولفید کردن را انجام دهید.
معمولاً برای اولین بار استفاده از کاتالیزور در صورت استفاده از گاز طبیعی، گاز مرتبط یا نفت سبک به عنوان مواد اولیه، پیش سولفیدی ضروری نیست.از آنجایی که گوگرد غیر ارگانیک در مواد غذایی گازی ممکن است در طول کار به تدریج به سولفید شدن برسد.با این حال، در مورد درمان هیدروکربن ها با گوگرد بالا و / یا پیچیده ، استفاده از presulfiding برای اولین بار برای دستیابی به فعالیت هیدروژنی بالاتر ضروری است.گوگرد جذب شده حدود 5٪ از وزن کل کاتالیزور در پایان پیش از سولفید.
پیش سولفید کردن می تواند به دو روش انجام شود:
(1) اضافه کردن CS2 به نیتروژن یا هیدروژن
پس از گرم کردن به 220 درجه سانتیگراد، CS2 را به گاز تغذیه (هیدروژن-نیترژن یا هیدروژن) اضافه کنید. در حالی که در 20 درجه سانتیگراد/ساعت گرم می شود تا دمای عملیاتی، پیش از سولفید کردن را انجام دهید.پیش سولفید کردن را می توان کامل دانست زمانی که گاز حاوی گوگرد معادل ظرفیت جذب گوگرد نظری کاتالیزور اضافه شود..
حالت پیش از سولفید:
گوگرد در جریان گاز،٪
|
0.5-1.0 ((vol)
|
GHSV، h-1
|
400 تا 600
|
فشار، Mpa
|
فشار هوا تا فشار پایین ((max0.5)
|
(2) اضافه کردن CS2 به روغن سبک ((ترجیحا نفت سبک)
وقتی دمای بستر به 220 درجه سانتیگراد می رسد، مواد سولفیدی را به بستر کاتالیزور منتقل کنید. در حالی که در 20 درجه سانتیگراد در ساعت گرم می شود تا دمای عملیاتی، سولفیدی را ادامه دهید.پیش سولفاید کردن را می توان کامل دانست زمانی که یک محیط سولفاید کننده معادل ظرفیت جذب گوگرد نظری کاتالیزور اضافه شود.سپس فشار را به حالت عملیاتی افزایش دهید، به تغذیه هیدروکربن تغییر دهید و درجه حرارت، LHSV و هیدروژن / روغن را تنظیم کنید و به تدریج به کار عادی با بار کامل ادامه دهید.
افزایش مناسب دمای کار در مرحله بعد از سرویس کاتالیزور برای افزایش فعالیت آن.
حالت پیش از سولفید:
گوگرد در محیط گوگرد،٪
|
0.5-1.0 ((wt)
|
نسبت هیدروژن به روغن
|
600 ((vol)
|
فشار، MPa
|
0.5
|
LHSV، h-1
|
1.0
|
7 خاموش شدن
(1) خاموش شدن موقت
برای تغذیه مایع، تغذیه را متوقف کنید، سیستم را برای 1 ساعت پاک کنید تا هر هیدروکربن مایع را حذف کنید، دریچه های ورودی و خروجی را ببندید و دمای و فشار را در راکتور حفظ کنید.تغذیه را قطع کنید و فشار را حفظ کنید..
(2) خاموشی طولانی مدت
برای خاموش کردن طولانی مدت بدون جدا کردن راکتور، بار را به 30٪ کاهش دهید، دمای 30-50 °C/h را به 250 °C کاهش دهید و فشار را به 1.5MPa در حداکثر 0 کاهش دهید.5MPa/h برای جلوگیری از شکستن کاتالیزورسپس تغذیه را متوقف کنید، سیستم را با هیدروژن برای 1 ساعت پاک کنید، دریچه های ورودی و خروجی را ببندید، فشار را در مثبت (حداقل 0.1MPa) نگه دارید و اجازه دهید دمای طبیعی کاهش یابد.برای خوراک گازی، عرضه تغذیه را قطع کنید و فشار و دمای را با سرعت ذکر شده بالا کاهش دهید.
برای خاموش کردن طولانی مدت با جدا کردن راکتور، سیستم را با نیتروژن پاک کنید، فشار مثبت را حفظ کنید و دمای را به 40 °C کاهش دهید.
(3) راه اندازی مجدد پس از خاموش شدن
همان روش شروع اولیه: برای تغذیه مایع، برای جلوگیری از کاهش کاتالیزور (به ویژه بیش از 250 °C) ، با نیتروژن یا گاز بی اثر تا دمای کار گرم می شود.سپس به روغن تغذیه و هیدروژن تغییر دهیدبرای تغذیه گازی، به طور مستقیم با تغذیه گازی و هیدروژن گرم کنید.
هنگامی که گاز هیدروژنی برای گرم کردن استفاده می شود، هیدروکربن را بلافاصله پس از افزایش دمای هیدروکربن مایع به راکتور وارد کنید.و سپس ادامه گرم کردن تا دمای عملیاتی.
(4) خاموش شدن تصادفی
به دلیل انواع علل حوادث، هیچ روش کلی برای خاموش شدن تصادفی ارائه نمی شود. در زیر نکاتی وجود دارد که باید برای جلوگیری از آسیب به کاتالیزور توجه شود:
کاهش دمای بیش از 50 درجه سانتیگراد در ساعت زمانی که دمای راکتور بالاتر از 200 درجه سانتیگراد است، هم برای قدرت و هم برای فعالیت و عمر کار راکتور مضر است.
2 راکتور می تواند وقفه کوتاه مدت (چند دقیقه) از تامین هیدروژن را تحمل کند. وقفه طولانی مدت ممکن است باعث تشکیل کوک در کاتالیزور شود.گاهی اوقات آنقدر جدی است که بازسازی یا تغییر ضروری است.
تماس طولانی مدت با هیدروژن بدون گوگرد در بیش از 250 درجه سانتیگراد ممکن است منجر به کاهش و در نتیجه از دست دادن فعالیت کاتالیزور شود.
8. بازسازی
فعالیت کاتالیزور ممکن است با گذشت زمان کار به دلیل تشکیل کوکس وخیم شود. هنگامی که این وخیم شدن برای نیازهای عملیاتی غیرقابل تحمل شود، لازم است کاتالیزور بازسازی شود.
بسته شدن بر اساس روش " خاموش شدن طولانی مدت بدون جدا کردن " درجه حرارت را به 250 درجه سانتیگراد و فشار را به درجه اتمسفر کاهش دهید و سپس بخار حاوی هوا (0.5-1.(۰٪ اکسیژن) به راکتور برای بازسازیغلظت اکسيژن در بخار رو با ارتفاع درجه حرارت تا هواي کامل افزایش بدهپس از اینکه هیچ افزایش دمایی رخ نداد و غلظت اکسیژن در ورودی و خروجی برابر شود، برای 4 ساعت در 450°C (حداکثر 475°C) نگه دارید.. پس از آن بازسازی را می توان به اتمام رساند
هنگامی که افزایش سریع دما در حالی که افزایش غلظت اکسیژن در بخار مشاهده می شود، اضافه کردن هوا را متوقف کنید و فقط بخار را به افزایش دما کمک کنید.ادامه و افزایش اضافه کردن هوا هنگامی که دمای عادی می شودواکنش های گرمای خارجی ممکن است رخ دهد و باعث افزایش قابل توجهی در درجه حرارت 350-400 °C شود. کنترل دقیق اضافه کردن هوا و جلوگیری از آسیب به کاتالیزور توسط افزایش درجه حرارت.
تجزیه و تحلیل غلظت اکسیژن و CO2 در جریان خروجی برای بررسی پیشرفت بازسازی مفید است.بازسازی می تواند به عنوان کامل در نظر گرفته شود زمانی که اکسیژن در جریان ورودی و خروجی به همان. ادامه دادن جریان هوا و کاهش دمای در 40-50 ° C / h به 220 ° C. سپس به پاکسازی نیتروژن و presulfiding و در نهایت کار عادی تغییر دهید.
چرخه بازسازی در شرایط عملیاتی عادی ۲ تا ۳ سال است.
9بسته بندی و نگهداری
کاتالیزور در بشکه ای آهنین بسته بندی شده است که داخل آن با کیسه های پلاستیکی پوشانده شده است.کاتالیزور معمولا می تواند برای چندین سال بدون بدتر شدن قابل توجه در خواص و فعالیت ذخیره شود.
در طول بازسازی برای جلوگیری از افزایش دما که ممکن است باعث از دست دادن فعالیت کاتالیزور شود.