T504 型常温有机硫水解催化剂
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504 型常温有机硫水解催化剂是湖北省化学研究院开发,主要用于合成氨、甲醇、联醇、低碳醇、合成燃料、城市煤气甲烷化、食品级CO₂、合成聚丙烯等生产工艺中精脱硫, COS 可脱至<0.03ppm。 同时还可用于半水煤气、水煤气、焦炉气等高含量COS 的脱除,该催化剂对CS₂ 和氯化物等也有较好的脱除效果。
该催化剂率先被国内中小型联醇厂采用。93年4月通过了化工部和湖北省联合主持的专家鉴定,认为其常温活性、耐H₂S 性能、抗氧性能、寿命等主要技术指标均优于国内外同类产品,属国际领先水平,并被化工部化肥催化剂标准技术归口单位正式命名为T504 型有机硫水解催化剂,是同类产品中唯一国家牌号的正式产品。 T504 型催化剂有下列特点:
1、 常温活性好。30℃、空速6000h-¹条件下, COS 转化率>90%。
2、 抗H₂S 及O₂ 中毒能力强,使用寿命长。
3、 机械强度好,遇水不粉化,床层阻力小。
一、催化剂的物化性能
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主要成份 |
外观 |
粒度 |
堆密度 (g/mL) |
比表面积 (m²/mg) |
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Al₂O₃加特 种添加剂 |
白色球 状颗粒 |
φ2-4,φ3-5 φ4-6 |
0.7~1.0 |
150~350 |
二、反应原理和质量检验标准
1、反应原理
COS 或CS₂ 与原料气中残存的水汽反应生成CO₂ 和H₂S, 生成的H₂S 再用T101 活性 炭精脱硫剂脱除,从而达到精脱硫的目的。反式为:COS+H₂O=H₂S+CO₂ △H=-35.5KJ/mol
2、 实验室质量检验指标
T504 型有机硫水解检验指标为:COS 转化率≥90% 抗压碎强度≥25N/颗
检验条件:催化剂粒度φ2~4mm; 压力:常压;温度30℃;空速6000h-¹ ;
原料气: N₂ 含H₂O100~500ppm,COS5~15mgS/Nm³。
三、催化剂的使用及装填方法
1、 使用方法:T504 型有机硫水解催化剂属转化型催化剂,通常与T101 (原EAC-1) 型 或T102 (原EAC-2) 型活性炭精脱硫剂等配套使用,达到工艺气高度精脱硫的目的,可 使CO₂ 和H₂S 均脱至<0.03ppm, 总硫≤0.06ppm。 使用方式: JTL-1工艺系由T101活性 炭-T504 催化剂-T101 活性炭组成的“夹心饼”脱硫工艺,已通过省部联合鉴定,属国 际首创。与国外的水解-氧化锌工艺相比,投资费用降低1/2,运行费用降低2/3,适用于 COS 含量较高的甲醇、尿素、合成氨等工艺脱硫。若原料气H₂S<1ppm, 上述工艺的 第一活性炭可省去。对于合成氨厂,后面有碱洗和铜洗把关,第二活性炭可省去。
2、 装填方法:
催化剂装填的好坏会直接影响床层阻力和气流分布,影响催化剂效能的发挥。 所以,应充分重视装填工作。
(1)装填之前,必须把水解炉清理干净,确定每层装填数量。催化剂最好分 二层装填,每层≥1米,总高径比1.2~2.0。
(2)装填时,炉篦板上先铺一层丝网和一层耐火球或焦炭,再铺一层10~12 目的不锈钢丝网最后装催化剂。
(3)装催化剂时应从尽量低的高度轻轻倒入炉内,颗粒自由落下的高度低于0.5米。
(4)在装填过程中,催化剂应分散开,装填均匀。绝不能集中倾倒或只从一 边倾倒,以免气体偏流。
(5)装填时,操作人员应站在木板上操作,严禁直接踏在催化剂上,以免装 填不匀,引起气体偏流。
(6)催化剂装填好后,用木板将表面刮平,再覆盖一层不锈钢丝网和耐火球。
四、开车与停车
1、 检查设备、管道。阀门、仪表等是否安装得正确,并进行水压及气密试 验,排除一切故障。
2、 用惰气置换系统,使氧含量<0.5%。然后慢慢升压至系统压力相等,全 打开系统进出口阀,关闭付线阀。
3、 开启加热器,使水解催化剂床层温度为90-120℃,保持8小时,后降至 能保证出口气中COS 含量≤0.03ppm 的最低床层温度。
4、 停车时先关闭加热器,使温度降至常温,再关闭进出口阀以保持正压。
5、 卸催化剂:降至常温即可卸出。
五、正常操作及使用条件
正常操作控制指标:
(1)空速:2000~3000h-1
(2)温度:常温~100℃(一般高于气体露点20-30℃)
(3)压力:常压~8.0MPa
(4)气质要求:进口H₂S≤10mgS/Nm³,COS≤10mgS/Nm³
2、影响水解催化剂使用寿命的因素
影响水解催化剂使用寿命的主要因素是硫含量、氧含量和温度。在有O₂ 存 在时,原料气中的H₂S 与O₂ 反应:
2H₂S+O₂=2S+2H₂O S+O₂=SO₂
低温下生成硫,高温下会生成硫酸盐。硫主要是堵塞催化剂微孔,硫酸盐 则会与催化剂表面的活性中心作用,后者比前者对催化剂寿命的影响大得多。 故操作时要求“三低一严”,即进口H₂S 低,O2 含量低,并要严禁催化剂床层 进水。
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