nb113中變催化劑還原與使用

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1、B113中變催化劑的還原與使用［四川開元集團寧夏豐友公司］李小軍邵長治0前言近年來B113催化劑在全國制氫和合成裝置中被廣泛使用，為幫助相關(guān)用戶使用好該型催化劑，本文以銀川某氮肥廠為例，系統(tǒng)介紹B113型中變催化劑的裝填、升溫還原及使用過程中應注意的事項。該廠變換系統(tǒng)為兩臺中變爐并聯(lián)串一臺低變爐屬典型中串低流程，兩爐均采用兩段變換中間冷激的形式，1﹟中變原使用B117催化劑一年后，轉(zhuǎn)化率下降，熱點溫度下降，采用所有提溫手段，一段爐溫仍然持續(xù)下滑，為保證生產(chǎn)被迫關(guān)小段間閥門，減小1﹟中變爐過氣量，增加2﹟爐過氣量。最終仍無法滿足生產(chǎn)，被

2、迫停車更換1﹟中變爐催化劑，系統(tǒng)減負荷四機氣量生產(chǎn)。注（2﹟爐催化劑為B113型已使用五年）1催化劑裝填情況為保證催化劑裝填質(zhì)量，裝填前，將爐內(nèi)清理干凈，檢查內(nèi)襯鋼梁、儀表等完好，并確認測溫熱電偶準確完好，裝填嚴格按預先制定方案和要求進行。該爐催化劑為3層裝填，其裝填高度和體積分別為：一段一層1800mm，12.5m3;一段二層1800mm，12.5m3;二段2600mm，18.0m3?？刂坡洳钚∮?.5m，每層催化劑的上、下表面裝填Al2O3球（Ф50mm、Ф25mm各一層并鋪（3目、8目不銹鋼絲網(wǎng)）絲網(wǎng)之間要疊邊，絲網(wǎng)周邊緊貼爐壁

3、，防止催化劑漏塌。2催化劑的升溫還原中變催化劑的主要活性組份為Fe2O3,它本身沒有催化活性，只有在一定條件下被還原成Fe3O4才具有活性。催化劑升溫還原質(zhì)量好壞，直接影響到今后催化劑的使用效果。2.1升溫B113中變催化劑升溫流程如圖1，具體升溫過程如下。1升溫階段：基點--120℃：以空氣做為載熱體進行升溫，操作時注意以下幾點：⑴空氣入爐前仔細檢查煤氣風機管線閥門，升溫管線與煤氣總管盲板是否加好，防止升溫期間煤氣漏入。⑵空氣升溫期間盡可能加大空氣量，入爐空氣溫度用電爐調(diào)節(jié)。⑶升溫前期120℃催化劑有脫水過程，此階段升溫速度緩慢進行

4、。⑷升溫速度及時間控制升溫速度：10－20℃/ｈ，120－150℃，用時8小時，載熱體：空氣。120℃--250℃：觸媒層溫度達到150℃時停風機，改蒸汽為載熱體。⑴改蒸汽前因特別注意觸媒層最低溫度不低于該壓力下的蒸汽露點溫度（120℃）。⑵蒸汽導入前應排盡管內(nèi)積水。蒸汽升溫時，稍開電爐前后倒淋。⑶升溫速度以調(diào)節(jié)蒸汽量控制。升溫速度為25℃－30℃/ｈ，用時8小時。2.2還原階段配氣還原：當床層溫度升至250℃以上，系統(tǒng)中Ｏ2＜0.2％時逐步加入半水煤氣進行還原，還原階段注意：⑴原料氣配入前，將空氣徹底置換干凈，否則會使觸媒發(fā)生氧化反

5、應，造成床層溫度猛漲。⑵在配氣還原操作中，CO+H2的濃度由初始0.5％、1％、2％…視床層溫度漲勢逐步增加。⑶還原期間嚴格控制半水煤氣O2含量，每半小時分析一次。還原主期：當床層溫度達到350℃以后進入主反應期，床層溫度達到430℃保持4小時，多次分析尾氣CO含量為0.8％，還原結(jié)束。還原主期注意事項：⑴過熱蒸汽升溫至250℃時需恒溫，拉平床層各點溫差。⑵配入半水煤氣還原時，要增加分析頻次，控制Ｏ2＜0.5％，以防催化劑超溫。每次配氣后觀察床層溫度點變化。⑶配氣時注意閥門開度，壓縮機崗位要穩(wěn)定來氣壓力。⑷還原階段如果半水煤氣中斷，長

6、時間不能供給中變爐應做保壓處理，爐內(nèi)保正壓。⑸還原過程中床層最高溫度不得高于500℃，若出現(xiàn)床層溫度暴漲，立即減小煤氣量或關(guān)閉閥門，加大放空量，用過熱蒸汽降溫。3運行狀況B113中變催化劑投用后，生產(chǎn)運行良好，各項指標均正常。⑴低溫活性好，正常使用變換爐入口溫度在290℃時已獲得理想變換率。⑵反應溫區(qū)寬。催化劑床層溫度在300－500℃，在此溫度內(nèi)具有良好的操作彈性。⑶蒸汽消耗低。由于該催化劑的活性高，溫區(qū)寬，可使蒸汽加入量降到最低。⑷機械強度高。該催化劑長期使用不易碎裂、粉化，經(jīng)2﹟使運周期證明遇水不易粉化。（2﹟爐采用爐內(nèi)噴水冷激

7、）4延長NB113中變催化劑壽命措施⑴嚴格操作溫度，只要能滿足生產(chǎn)，且技術(shù)指標合理就不提溫，以低溫操作為宜，以保正后期催化劑的提溫和壽命的延長。⑵入爐氣體需除塵、脫硫且控制好熱水總固體含量，防止焦油、毒物、雜質(zhì)等進入催化劑床層，以免降低催化劑的活性。⑶穩(wěn)定生產(chǎn)工藝：半水煤氣Ｏ2＜0.3％，熱點溫度波動每小時不超過±10℃⑷盡可能減少系統(tǒng)的開停車及加減負荷次數(shù)，同時嚴格控制加減負荷速度，有利于控制床層溫度的波動幅度，減少氣流對催化劑的機械強度的沖擊。⑸開停車時嚴格控制泄壓速度小于0.1Mpa/min，防止變換爐由于快速泄壓導致催化劑爆裂

8、，使床層阻力增大。⑹防止蒸汽帶水或出飽和塔氣體帶水進入爐內(nèi)，每次開停車時及時排盡設備內(nèi)的冷凝液，以免催化劑粉化而影響其活性。