耐硫變換淮化工業(yè)應(yīng)用報告-1

1、2022/4/261RSB-M型耐硫變換催化劑淮化工業(yè)應(yīng)用西北化工研究院 The Northwest Research Institute of Chemical Industry (NWRICI) 李李 軍軍2022/4/262前言前言淮化股份有限公司淮化股份有限公司“1830”裝置為年產(chǎn)裝置為年產(chǎn)18萬噸合成氨萬噸合成氨30萬噸尿素裝置，萬噸尿素裝置，2000年年9月月投產(chǎn)，包括以煤為原料投產(chǎn)，包括以煤為原料3.7MPa德士古水煤漿氣化、耐硫變換、德士古水煤漿氣化、耐硫變換、NHD脫硫脫碳、甲烷脫硫脫碳、甲烷化、氨合成，其中耐硫變換裝置處理煤氣量為化、氨合成，其中耐硫變換裝置處理煤氣量為6

2、7000Nm3/h（干基），水氣比為（干基），水氣比為1.3-1.4（正常值）。（正常值）。進變換裝置原料氣體條件進變換裝置原料氣體條件氣量：氣量：67000Nm3/h(干基干基)，水氣比為，水氣比為1.3-1.4，溫度：，溫度：215，壓力：，壓力：3.7MPa(g)組成：（干基）組成：（干基）H2:34.49%, N2:0.41%, CO:44.06%, CO2:20.62%, Ar:0.14%，H2S:0.13%, COS：0.03%2022/4/263前言前言來自煤氣化裝置來自煤氣化裝置215，3.718MPa的粗原料氣進入煤氣分離器，經(jīng)分離夾帶的水的粗原料氣進入煤氣分離器，經(jīng)分離夾帶

3、的水份后一部分進入預(yù)變換熱器，另一部分進入煤氣加熱器內(nèi)，粗原料氣被加熱至份后一部分進入預(yù)變換熱器，另一部分進入煤氣加熱器內(nèi)，粗原料氣被加熱至250后進入預(yù)變換爐（后進入預(yù)變換爐（ 18.5M3）進行初步變換后進入預(yù)變換熱器溫度降低至）進行初步變換后進入預(yù)變換熱器溫度降低至250后進入后進入第一變換爐（第一變換爐（25 M3），大部分），大部分CO被轉(zhuǎn)化成被轉(zhuǎn)化成CO2-和和H2，同時床層溫度升高，反應(yīng)后，同時床層溫度升高，反應(yīng)后的氣體中的氣體中CO含量降為含量降為6%（干基），溫度為（干基），溫度為390415。此。此后進入甲烷化調(diào)整加熱后進入甲烷化調(diào)整加熱器的殼程，變換氣溫度降至器的殼程，變

4、換氣溫度降至350380，再進入煤氣加熱器管程，用于加熱入，再進入煤氣加熱器管程，用于加熱入預(yù)變換預(yù)變換爐的粗原料氣。同時變換氣的溫度降至爐的粗原料氣。同時變換氣的溫度降至300320后進入中變廢鍋的管腔，經(jīng)后進入中變廢鍋的管腔，經(jīng)U型列型列管換熱后溫度降至管換熱后溫度降至235進入第二變換爐，同樣在耐硫變換催化劑的作用下，發(fā)生進入第二變換爐，同樣在耐硫變換催化劑的作用下，發(fā)生CO的變換反應(yīng)，二變換路出口的變換反應(yīng)，二變換路出口CO降至降至1.01.2%（干基），溫度升至（干基），溫度升至250270。二。二變換爐出口氣體變換爐出口氣體進入鍋爐給水加熱器的管程，溫度降至進入鍋爐給水加熱器的管程

5、，溫度降至215后進入第三變換爐。在后進入第三變換爐。在催化劑的作用下，催化劑的作用下，CO進一步降低至出口變換氣干基進一步降低至出口變換氣干基CO含量小于含量小于0.45%，同時出口變，同時出口變換器溫度升至換器溫度升至220進入后續(xù)熱回收。進入后續(xù)熱回收。2022/4/264工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用2008年年8月底在安徽淮化股份有限公司月底在安徽淮化股份有限公司“1830”裝置一變爐裝填裝置一變爐裝填RSB-M型耐硫變換型耐硫變換催化劑催化劑25m3，共計，共計21噸。噸。2008年年9月月2日至日至2009年年10月月20日停車，共計運行日停車，共計運行13個月。個月。2008年年9月月2日開

6、始催化劑升溫硫化，日開始催化劑升溫硫化，9月月6日硫化完成并轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，一變進口日硫化完成并轉(zhuǎn)入正式生產(chǎn)，一變進口CO含量約含量約33%，出口，出口CO含量約含量約3-4%，出口，出口CO含量在含量在10個月內(nèi)一直低于個月內(nèi)一直低于6%，但因多次，但因多次停車影響，從停車影響，從7月下旬開始，出口月下旬開始，出口CO含量緩慢上升，提預(yù)變及一變溫度，調(diào)整至一含量緩慢上升，提預(yù)變及一變溫度，調(diào)整至一變進口變進口CO含量，至停車卸劑前，出口含量，至停車卸劑前，出口CO含量維持在含量維持在8%以下。以下。2022/4/265工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用RSB-M催化劑在變換爐運行狀況記錄表（催化劑在變換爐運行狀

7、況記錄表（2008.9-2009.3月）月）日期R2101溫度()預(yù)變CO一變COFR3201TI3142TI3104TI3106TI3109P(Mpa)m3/hr2008-9-62453113573930.0533.253.44954232008-9-162453213734090.0535.84.6963892008-10-12513203663960.0532.003.661011802008-10-112503163613940.0434.463.47978682008-11-12573193613990.0533.73.92981382008-11-112623213644020.0

8、533.733.58968302008-11-212603203644040.0536.244.67990512008-12-12623213684000.0532.393.6296545.42008-12-112613163644030.0533.794.3997326.32008-12-212613113594020.0533.034.3198298.32009-1-12623163603990.0531.004.0397075.22009-1-112643223704090.0635.683.58100796.02009-1-212663253704070.0533.403.539797

9、5.52009-2-12643243704100.0634.074.1799887.02009-2-112643203684130.0636.264.74100584.02009-2-212643183654100.0537.704.5097697.22009-3-12643173624060.0536.934.7699236.02009-3-112663193664120.0633.654.5598410.32009-3-212653133594090.0636.104.7497742.22022/4/266工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用RSB-M催化劑在變換爐運行狀況記錄表（催化劑在變換爐運行狀況記錄表

10、（2009.4-2009.10）日期R2101溫度()預(yù)變CO一變COFR3201TI3142TI3104TI3106TI3109P(Mpa)m3/hr2009-4-12653193664010.0536.835.2694228.02009-4-112673113574090.0536.404.0390840.72009-4-212683123564060.0539.114.6994843.12009-5-12683143574170.0538.035.0099995.52009-5-112663093484100.0439.095.2696502.72009-5-21267306342406

11、0.0538.165.0498994.92009-5-312683063424060.0539.214.9293261.02009-6-112673083464120.0538.374.1989082.02009-6-212682983314010.0638.365.3892031.82009-7-12723103434070.0439.255.6897014.02009-7-112733073414060.0635.044.9993725.22009-7-212743083404120.0537.896.4389901.92009-8-12753063344110.0541.226.7696

12、996.72009-8-112773063334140.0539.017.3294262.62009-8-212803123414260.0440.607.6696441.82009-9-12793083354170.0539.197.4192009.32009-9-112823123394200.0438.066.8987920.62009-9-212823093334160.0538.237.9088575.72009-10-12853123384250.0540.417.5188476.02009-10-112783123364210.0435.513.6446457.02009-10-

13、192863153414280.0637.937.3478673.62022/4/267工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用出口出口CO隨時間變化曲線隨時間變化曲線（上為預(yù)變出口，中為一變出口，下為二變出口）（上為預(yù)變出口，中為一變出口，下為二變出口）2022/4/268工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用空速隨時間變化曲線空速隨時間變化曲線2022/4/269工業(yè)應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用溫度隨時間變化曲線溫度隨時間變化曲線2022/4/2610工業(yè)工業(yè)應(yīng)用應(yīng)用n在一年的工業(yè)運行期中曾有多次停車，對在一年的工業(yè)運行期中曾有多次停車，對RSB-M型耐硫變換催化劑有型耐硫變換催化劑有一定影響，尤其是一定影響，尤其是6月份因大面積停電引起的突然停車，

14、對催化劑造成了月份因大面積停電引起的突然停車，對催化劑造成了較大的影響，但催化劑的活性穩(wěn)定性良好，初期的一變出口較大的影響，但催化劑的活性穩(wěn)定性良好，初期的一變出口CO含量約含量約3-4%，運行中期一變出口，運行中期一變出口CO含量升至含量升至5%左右，運行十個多月出口左右，運行十個多月出口CO含含量一直低于量一直低于6%，到運行末期，一變出口，到運行末期，一變出口CO含量升至含量升至7.5%左右。初期的左右。初期的一變爐入口溫度在一變爐入口溫度在245，最終入口溫度提高到接近，最終入口溫度提高到接近280。n RSB-M型耐硫變換催化劑一年多的工業(yè)應(yīng)用中，一變爐熱點溫度穩(wěn)定，型耐硫變換催化劑

15、一年多的工業(yè)應(yīng)用中，一變爐熱點溫度穩(wěn)定，出口出口CO含量低于指標要求，表明含量低于指標要求，表明RSB-M型耐硫變換催化劑活性良好，達型耐硫變換催化劑活性良好，達到了工藝指標的要求，活性穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其它工業(yè)樣品。到了工藝指標的要求，活性穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其它工業(yè)樣品。 2022/4/2611強度變化強度變化樣品強度表樣品強度表樣品強度 N/cm強度保留率 新鮮樣135-卸下上部樣12290.37卸下中部樣11484.44卸下下部樣10980.742022/4/2612XRD分析分析2022/4/2613熒光分析熒光分析Al2O3MgOSO3MoO3As2O3TiO2CoOSiO2CaO上層樣54

16、.8916.638.2916.5254.8294.1653.1640.660.229中層樣53.7317.78.036.6475.3034.363.2080.410.204下層樣55.1619.449.596.7730.03854.5583.3770.3340.22新鮮樣64.7718.676.6964.6453.5780.3260.2152022/4/2614工業(yè)應(yīng)用對照工業(yè)應(yīng)用對照n上面兩圖為上面兩圖為2007-2008年安徽淮化股份有限公司年安徽淮化股份有限公司“1830”裝置一變爐運行裝置一變爐運行情況圖。情況圖。n在一年的工業(yè)運行期中，初期前三個月一變出口在一年的工業(yè)運行期中，初期前

17、三個月一變出口CO含量約含量約3-4%，運行，運行中期從第四個月起，一變出口中期從第四個月起，一變出口CO含量逐漸上升，到八個月滿后，一變出含量逐漸上升，到八個月滿后，一變出口口CO含量已上升至含量已上升至10%以上，不得不停車換預(yù)變催化劑，運行末期，在以上，不得不停車換預(yù)變催化劑，運行末期，在新?lián)Q預(yù)變催化劑的影響下，一變進口新?lián)Q預(yù)變催化劑的影響下，一變進口CO含量開始低于含量開始低于10%，后升至，后升至15%左右，在這種情況下，一變出口左右，在這種情況下，一變出口CO含量維持在含量維持在5-6%左右。左右。2022/4/2615結(jié)論結(jié)論 采用特殊的制備工藝的采用特殊的制備工藝的RSB-M型耐硫變換催化劑其活性、硫化、型耐硫變換催化劑其活性、硫化、抗水合性能得以大幅度提高，適合于水煤漿加壓氣化工藝中變換抗水合性能得以大幅度提高，適合于水煤漿加壓氣化工藝中變換工段的變換要求。工段的變換要求。 RSB-M型耐硫變換催化劑的強度穩(wěn)定性高，熱穩(wěn)定性好