B112型中溫變換催化劑

本產(chǎn)品執(zhí)行化工部技術(shù)標準，基本組成是以氧化鐵，主要助催化劑為氧化鉻氧化鉀，另外還加入數(shù)種其他成分。催化劑的主要性能如下：

形狀：圓柱形片劑

顏色：棕褐色

直徑：φ（9.0～9.5）

長度：  5～7毫米

堆比重：1.4～1.6kg/L

比表面：～50米2/克（還原后）

使用溫度范圍：290～500℃

正常操作溫度：300～480℃

二、用途及特點

本產(chǎn)品使用于一氧化碳和水蒸汽生成二氧化碳和氫氣變換反應的催化劑，適用于氣體脫硫條件較差，含硫化氫和有機硫化物偏高的合成氨廠。該催化劑可在常壓和加壓條件下使用。

具有下列特點：

1、低溫活性好：在260℃即有明顯活性，一段進入溫度300～320℃就能獲得較高的轉(zhuǎn)化率，短暫停車后再開車易恢復正。

2、良好的抗硫性能?？梢栽诤蚧铮ㄒ粤蚧瘹溆?.5g/Nm3）的情況下使用。

3、水蒸汽消耗低，工廠使用明顯，可比使用B106型節(jié)約蒸汽25～50%。

4、在0.7～1.3Mpa加壓系統(tǒng)中使用，空速范圍可達600～1000h-1，甚至更高些。

5、機械強度好。

三、反應原理和催化劑質(zhì)量檢測標準

1、反應原理

一氧化碳和水蒸汽的變換反應，須在催化劑的作用下，才能迅速進行。

CO+H2OƒCO2+H2       △H=-9.84千卡

上式是一個可逆的放熱反應，因此，在工廠生產(chǎn)中為了減少蒸汽的用量和提高一氧化碳的變化率，就須適當降低反應溫度。而一氧化碳變換的操作溫度是由所使用的催化劑的活性溫度范圍決定的。在催化劑的活性溫度范圍內(nèi)，既要考慮提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，也要考慮反應須有足夠快的速度。所以實際生產(chǎn)上通常在變換反映的初期，維持較高的操作溫度，使反應能較快進行，原料氣中大部分一氧化碳在這一階段被變換掉，而在反映后期，則適當降低操作溫度，使反應平衡向右移動，提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率。

2、實驗室質(zhì)量檢驗指標

B112型一氧化碳中溫變換催化劑技術(shù)指標：

技術(shù)指標

四、裝填方法和注意事項

催化劑裝填質(zhì)量的好壞直接影響到床層阻力和氣流分布，影響催化劑的效能的發(fā)揮，所以催化劑的裝填甚為重要。

1、裝填前，首先除凈變化爐內(nèi)的一  切雜物。

2、在裝填前，應先確定好變換爐各段催化劑的裝填體積和高度，并在爐內(nèi)先標出催化劑的裝填高度尺寸。

3、裝填前，在爐箅上面應先鋪上一層耐火球和鐵絲網(wǎng)，然后再裝填催化劑。

4、裝填前應對催化劑進行全  面檢查，如發(fā)現(xiàn)有粉塵應過篩除去。

5、裝填催化劑時應從盡量低的高度輕輕倒入爐內(nèi)，顆粒自由落下高度低于0.5米。

6、在裝填過程中，催化劑應分散鋪開，不能集中傾倒成堆，以免床層各部分松緊不一而影響氣流均勻分布。

7、裝填過程中操作人員嚴禁在催化劑上踩踏，防止鈀催化劑踩碎，使床層松緊不一，為了避免直接踩踏催化劑，應在床層上面墊好木板，人在木板上操作。

8、催化劑裝填好后，用木板刮平，在覆蓋一層鐵絲網(wǎng)和耐火球。

9、催化劑容易吸收空氣中的水分，吸潮后會影響催化劑的活性和強度，故不宜過早將催化劑裝入爐內(nèi)，一般在開車前一至兩天內(nèi)裝爐。并在裝爐完畢后封好變換爐進出口，以防其他氣體進入變換爐內(nèi)使催化劑受潮。

10、裝催化劑時，操作人員應穿戴好工作服及勞保防護用品。

五、開車-升溫還原

催化劑升溫還原的好壞，直接影響到催化劑的使用效果，因此對催化劑的升溫還原須十分重視

1、升溫

⑴ B112型CO中溫變換催化劑的升溫介質(zhì)可采用空氣，過熱蒸汽，氮氣和煤氣發(fā)生爐的吹風氣等。

⑵ 升溫速度和恒溫階段階段。

⑶ 一般常溫～120℃，可控制在60℃/小時；到120℃恒溫適當時以使催化劑能較好的脫水，并縮小床層個點溫差。120～250℃可控制升溫速率30℃/h，當催化劑升溫到預定的還原溫度以后，恒溫適當時間。讓床層各點的溫度趨近以后，在開始還原。

在升溫之前；各廠應根據(jù)具體情況，預先確定方案，制定出升溫還原操作規(guī)程。

⑷ 由于催化劑經(jīng)高溫以后，活性和強度會受到損害，所以升溫介質(zhì)的溫度不應超過500℃。過熱蒸汽須在床層溫度升到比該壓力下露點溫度20℃以上才能使用。對于常壓系統(tǒng)則須在床層溫度升高到150℃，不然會造成冷凝。

2、還原

⑴B112型催化劑通常在200～250℃就能與CO和H2起還原反應所以采用惰性氣循環(huán)升溫的工作，在床層溫度達到200℃時，就可逐漸配入蒸汽和還原性氣體對催化劑進行還原。

⑵ 采用空氣直接升溫法的工廠，升溫過程中要盡可能設(shè)法減少軸向溫差，當床層最低溫處達到150℃以后可改用過熱蒸汽升溫，同時置換系統(tǒng)空氣，當床層溫度達到200～250℃，系統(tǒng)中的O2含量低于0.2%，即可配入原料汽還原催化劑。

⑶ 催化劑的還原反應

3Fe2O3+CO=2 Fe3O4+CO2      △H=-12.14千卡

3Fe2O3+H2=2 Fe3O4+H2O       △H=-2.3千卡

這兩個反應都是放熱反應，特別是第  一個反應熱相當大，因此催化劑的還原操作須十分慎重，要嚴格控制CO的含量，一般開始由0.5%、1.0%、2.0%依次慢慢增加，配入原料氣后要增加分析次數(shù)，整個還原過程須密切注意床層溫度變化情況，并及時調(diào)整蒸汽與原料氣的比例，控制升溫速度，防止溫度猛漲現(xiàn)象。若發(fā)現(xiàn)溫度急劇上升，則應立即減小或完全切斷原料氣，同時，通入大量蒸汽降溫。

采用空氣升溫的工廠，如果還原前蒸汽置換不徹  底，很容易造成溫度猛漲的事故，因為已還原的催化劑又可能重新氧化。

4Fe2O3+O2ƒ6Fe2O3     △H=-111千卡

氧化反應熱很大，往往會造成溫度猛漲而無法控制的局面，甚至把催化劑燒毀，所以系統(tǒng)置換排氧須徹  底。

如果升溫還原氣體中氧含量過高，也同樣會引起催化劑溫度猛漲的事故。

⑷催化劑在還原過程中溫度須低于正常操作最高溫度。

B112型催化劑的最高還原溫度一般控制低于400℃。當催化劑溫度達到允許的最高還原溫度時，保持數(shù)小時，待溫度平穩(wěn)，分析放空氣中CO含量和各，即可認為還原完畢，以后，可逐漸增加原料氣和蒸汽量，轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)，屬加壓操作的，，則應慢慢提升壓力，防止提壓過快，造成溫度急劇上升。

⑸ 催化劑還原時，須同時加入蒸汽，以防催化劑被氫氣過度還原生成金屬鐵。

Fe3O4+4H2ƒ3Fe+4H2O       △H=-33.31千卡

金屬鐵能促使一氧化碳和氫氣生成甲烷，并可能使一氧化碳發(fā)生歧化反應，積碳與催化劑上。

3、舊催化劑再使用時，開車方法同新催化劑一樣。

六、正常操作及使用條件

工業(yè)生產(chǎn)中，CO變換過程的正常操作條件的選擇，是由工藝設(shè)計要求和催化劑本身的性能來決定的，為了維護催化劑的正常操作，一般需要控制的要點包括：

⑴催化劑床層的溫度； ⑵蒸汽比例； ⑶氣體空速； ⑷飽和塔循環(huán)水總固體含量；⑸操作壓力；⑹原料氣中的氧含量；⑺噴噴淋液的水質(zhì)等。

1、正常操作控制指標

根據(jù)實驗室對B112催化劑性能的測定和一些工廠的實際使用經(jīng)驗，推薦B112催化劑的正常操作控制指標如下：

進變換爐氣體溫度：290～340℃；正常操作溫度：300～480℃.最高允許溫度： 500℃水蒸汽/半水煤氣（體積）≥0.6；干氣空速：常壓300～500h-1；加壓（＞0.7Mpa）600～1000h-1;原料氣中含硫（以H2S計）：≥1.5g/Nm3;原料氣中含O2≤0.5%；飽和塔循環(huán)水中總固體：＜500ppm。新催化劑使用初期的活性比較好，所以開始使用的溫度要盡量控制低一些，以延長使用壽命，以后，隨著活性的逐漸衰退，再慢慢提高操作溫度。

2、毒物和雜物的影響

通常進入變換爐的蒸汽和原料氣中往往含有“硫、磷、砷、氯等毒物以及灰塵、焦油、無機鹽等雜質(zhì)。會造成催化劑中毒和阻礙催化劑空隙，影響催化劑活性。硫砷氯等與催化劑接觸。引起催化劑嚴重中毒，灰塵、炭黑、無機鹽等會沉積在催化劑的表面和間隙，阻礙氣體與催化劑接觸。影響催化劑效能的發(fā)揮。因此，原料氣的洗滌、除塵、飽和塔循環(huán)總固體等須嚴加控制。要特別注意水質(zhì)，防止碳酸鈉和氯化鈉隨蒸汽帶入系統(tǒng)，進入變換爐。

七、停      車

1、臨時停車

因停水、停氣、停電等原因造成臨時停車，變換催化劑不需作特殊處理。停補蒸汽后，只把系統(tǒng)的進出口閥門關(guān)閉，保持爐溫，維護系統(tǒng)正壓，防止空氣漏入。

臨時停車時，如床層熱點不低于400℃（熱點），可以不必重補升溫，用低空速直接開車，然后隨溫度的升高而逐漸加大空速，如果停車時間較長，爐溫下降的較多，則應開電加熱爐重新升溫。

2、長期停車

長期停車一般包括催化劑的降溫、氧化、卸出等步驟。

⑴ 氧化降溫

一般采用蒸汽，以每小時50℃的溫降速率，將催化劑床層溫度降至200℃左右，在慢慢往蒸汽中配入空氣，使催化劑氧化，氣體中氧含量由0.5%開始，逐步增加，催化劑氧化時，溫度會逐漸升高，須注意溫升情況，及時調(diào)節(jié)空氣與蒸汽比例，防止發(fā)生溫度猛升，氧化最高溫度不得超過300℃，氧化操作一段時間后，如爐溫不在升高或上升很慢，則可逐步加大空氣量，直至通入大量空氣，爐溫將至150℃時停通蒸汽，再單獨用空氣降至50℃以下，才能打開卸料孔，卸出催化劑。

⑵ 不氧化降溫

有惰性氣體（氮氣）的工廠，長期停車時催化劑可以不進行氧化，保持還原態(tài)，降溫方法：先用蒸汽以每小時50℃的降溫速度，將催化劑降至200℃以下，改用惰性氣體循環(huán)降溫至50℃以下，再試通少量空氣，若溫度沒有回升，則可逐漸加大空氣量，吹一段時間后，打開卸料孔卸出催化劑。

須指出⑴由于B112型催化劑在使用中容許原料氣中含硫量較高，因此，停車前須用蒸汽吹掃，讓催化劑床層中的硫化物解析，否則卸出時容易引起燃燒。

⑵還原態(tài)的催化劑是一種引火物，和空氣接觸易被氧化，劇烈氧化會失火，所以須低于50℃才允許接觸空氣。

八、保管和維護

為了避免催化劑在運輸和貯運過程吸潮和碰撞而破碎，產(chǎn)品采用金屬桶氣密包裝，搬運過程中要小心輕放，不得滾動摔打，運輸、貯存都要注意防潮。

舊催化劑若還要再使用，停車卸出后應分段過篩、氣密包裝，妥善保管。