Тема недели: Какие существуют способы сульфирования катализаторов для преобразования серы? Каковы их особенности? (6.19–6.25)
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем 654262293 19.06.2011 в 06:04. Какие существуют способы сульфирования катализаторов для преобразования серы? Каковы их особенности? Просим всех участников активно принимать участие, не забывайте быть видимыми!
Существует два способа сульфирования: с использованием газа из системы и с использованием газа, закупаемого отдельно. Основные этапы работы выглядят следующим образом: 1. Подготовка к сульфированию (1) Сульфирование при повышенной температуре должно проводиться после прочистки системы, проверки её герметичности и установки катализатора. (2) Проверка проектов технического переоснащения систем низкотемпературной трансформации, трансформации с дегазацией и декарбонизации, а также работы по очистке, завершены; это не влияет на повышение температуры катализатора и начало его эксплуатации. (3) Все электроприборы (включая персональные компьютеры), приборы измерения, саморегулирующиеся клапаны, осветительные приборы, сигнальные устройства, устройства сигнализации и интерлокирования должны быть установлены и настроены для использования в резерве. (4) Один раз смазать клапаны и винты в системе. (5) Завершено обучение сотрудников по их должностям, они полностью ознакомлены с планами повышения температуры и запуска оборудования, что позволяет им четко понимать свои обязанности. (6) Все оборудование, работающее на 380 В и 10 000 В, пройдено испытания, находится в готовности к использованию и не влияет на сроки запуска. Новое оборудование сначала проходит тестирование в одиночном режиме или в режиме совместной работы, после чего становится готовым к использованию. (7) Электрическое нагревательное устройство прошло проверку и готово к использованию; оно подключено к системе сульфидации. Вода для декальцинации и циркуляционная вода также готовы к использованию. (8) Мусор с места проведения работ убран, крышки канав закрыты, противопожарное оборудование и средства защиты находятся в исправном состоянии и готовы к использованию. (9) Проверено, что уплотнители и катализаторы, используемые в печи с низким давлением, а также CS2 для повышения температуры уже поступили. Была проверена соответствие их моделей, характеристик и количества требованиям. Производитель также должен предоставить документы, подтверждающие качество и характеристики продукции. Проверьте катализатор, стальные сетки, расположенные сверху и снизу в слое наполнителя, а также огнеупорные шары: должны ли они быть в наличии в полном количестве, и соответствует ли их вид и количество заданным параметрам. (10) Прибыл ли на место план сульфирования? (11) На резервуарах с диоксидом серы категорически запрещается наличие масляных пятен. Масло можно удалить с помощью горячей щелочной воды или диоксида серы. Кроме того, необходимо пройти испытание на устойчивость к давлению (0,5 МПа), чтобы убедиться в отсутствии утечек во всех соединительных клапанах. (12) Для сульфидации следует использовать газопластиковые трубы с волокнистой внутренней сеткой; необходимо обязательно проверить наличие такой сетки в стенке трубы. Беспроводные сетевые устройства являются поддельной продукцией; они легко разбухают под действием диоксида серы и тем самым перекрываются. Или использовать пластиковые водопроводные трубы с внутренней структурой из волокон диаметром Φ10. 2. Схема сульфирования при повышенной температуре: в качестве сульфирующего агента используется диоксид серы; может применяться метод сульфирования с выпуском газов или циклический метод. Во время процесса сульфирования давление в системе должно быть максимально близким к атмосферному; необходимо строго предотвращать попадание пара и воды в систему. Таблица схемы нагрева и сульфирования приведена ниже:
Этап | Время, часов | Скорость потока воздуха, час^-1 | Температура на уровне слоя, °C | Количество CS2, л/ч | Примечания
Нагревание | 4–6 | 200–300 | 200–220 | Замена газа полугидрогеном; затем запуск электропечи для сульфирования
Сульфирование | ~16 | 200–300 | 200–300 | 40–100 | Уровень H2S в выходящем газе должен быть >3 г/м3. Кровать пронизывает пол. Период усиления: 12 200–200 350–450 60–120. Требуется, чтобы содержание H2S в выходящем газе превышало 10 г/м3. Снижение температуры: 4–6; давление: 200–300; температура – 180–200. Процесс продолжается до тех пор, пока содержание сероводорода на выходе не станет ≤1 г/м3. интегрировать в систему. Примечание: концентрацию H2S в выхлопных газах печи преобразования анализируют каждые 2 часа; если концентрация H2S превышает 3 г/Нм3, анализ проводят каждый час ； Анализ содержания O2 проводится каждые полчаса. 3. Процесс сульфирования 3.1. Подготовка к сульфированию Перед повышением температуры сначала в систему подается инертный газ, затем — газ для замены его; необходимо обеспечить полную замену газа во всех уголках системы и в трубопроводах, через которые происходит повышение температуры. 3.2. Период нагрева: комнатная температура ~ 210°C (4–6 ч). (1) После проверки происходит замена газа инертным газом или полугазом с водой; затем температура полугаза с водой повышается, и он поступает в процесс сульфирования. Поддерживается атмосферное давление в системе, температура на выходе электрической печи остается постоянной в диапазоне 230–250°C; при этом температура на входе печи с низкой скоростью изменения температуры составляет около 210°C, а температура в слое материала — от 210°C до нормальной температуры. (2) Во время нагрева содержание O2 в газе должно быть менее 0,5%, чтобы предотвратить возгорание или взрыв электрического нагревателя; кроме того, необходимо строго контролировать давление, чтобы оно не превышало 0,1 МПа, исключая таким образом риск перегрузки электрического нагревателя. (3) До окончания процесса нагрева газа резервуар для сульфидации должен быть заполнен CS2 в соответствии с требованиями. Также необходимо проверить, свободно ли работает трубопровод, по которому поступает азот, и довести давление до уровня 0,1–0,2 МПа в качестве резерва. 3.3. Этап сульфирования (1): Как только температура на входе в печь с низкой температурой превысит 210°C, можно использовать N2 для подачи CS2 в систему. Количество добавляемого CS2 регулируется с помощью расходомера на выходе из резервуара для сульфирования; это обеспечивает концентрацию CS2 в печи в диапазоне 5–10 г/м³. После этого начинается процесс сульфирования. (2) Контролируйте температуру на выходе электрической печи в пределах 200–250°C. Температура в катализаторном слое составляет 200–300°C; время процесса — примерно 8–10 часов. Когда концентрация сероводорода на выходе достигает значения ≥ 3 г/НМ3, можно считать, что начальный этап сульфирования завершен. (3) Во время сульфирования необходимо тщательно контролировать температуру слоя. Температуру слоя регулируют с помощью количества электрических нагревателей, количества добавляемого CS2 и объема газа. (4) При сульфировании содержание H2 у входа в печь должно составлять не менее 25%, чтобы облегчить гидролиз CS2. 3.4. Фаза усиления: температура во всех точках катализаторного слоя составляет 400–450°C; этот режим поддерживается в течение ~4 часов. Уровень содержания H2S на выходе должен быть не менее 10 г/НМ3 – таким образом завершается процесс усиленной сульфидации. 3.5. Этап охлаждения и замены газа (1) После сульфирования все секции переходят в этап охлаждения и замены газа. Температура на выходе из электропечи контролируется на уровне 200°C. Как только температура в слое материала снижается до ≤300°C, прекращается подача CS2 для замены газа. (2) После подключения для технического обслуживания и установки заглушек можно подать газ для получения качественного преобразованного газа для запуска установки. (3) После двух часов работы в режиме сброса под нормальным давлением газ можно направлять на последующие этапы обработки только после того, как состав газа станет соответствующим требованиям. (4) Меры предосторожности: (1) Процесс нагрева и вулканизации должен выполняться строго согласно инструкциям. Во время нагрева температура в отдельных точках не должна превышать 500°C; скорость нагрева должна составлять 30–50°C/ч. (2) В процессе сульфирования необходимо строго контролировать содержание O2 в поступающем газе, чтобы избежать резкого повышения температуры в печи, что может привести к разрушению катализатора. Кроме того, количество CS2 также следует корректировать в зависимости от содержания H2S в поступающем газе: слишком большое количество CS2 может вызвать резкий подъем температуры, а слишком малое — замедление процесса сульфирования. (3) При обнаружении тенденции к резкому повышению температуры необходимо немедленно выяснить причину и провести профилактические корректировки, чтобы предотвратить повреждение катализатора. (4) Необходимо строго соблюдать порядок: сначала следует слив конденсатной воды, прежде чем входить в оборудование. (5) Весь процесс сульфирования происходит при атмосферном давлении. (6) Перед запуском электропечи в системе необходимо сначала проверить наличие охлаждающей воды, затем подать воздух, и только после этого запустить печь. При остановке сначала следует отключить питание печи, а затем — подачу воздуха. Для нагревателей горячей воды и нагревателей мягкой воды сначала необходимо подать воду, а затем — воздух. (7) Оператор должен хорошо знать технологический процесс, расположение клапанов и все вспомогательные линии. (8) При нагревании полугаза необходимо своевременно сливать жидкость из дренажных устройств сепараторов и включать фильтры для удаления масла, чтобы предотвратить попадание масла в электропечь и каталитический слой. (9) В процессе сульфирования, в случае возгорания CS2, повышения уровня O2, прерывания подачи дистиллированной воды и других чрезвычайных ситуаций, необходимо немедленно применить меру «три остановки и одно закрытие», а именно: остановить работу печи, прекратить подачу CS2, прекратить подачу газа и закрыть клапан для сброса газов. Катализатор B303Q представляет собой катализатор на основе кобальта и молибдена, устойчивый к сере и работающий при низких температурах. Его основными компонентами являются оксид кобальта (CoO) и трехоксид молибдена (MoO3). Перед использованием его необходимо активировать — сульфидировать, чтобы оксидные формы кобальта и молибдена превратились в сульфиды, что обеспечивает высокую активность. Конкретный метод заключается в использовании полугаза водорода в качестве носителя и дисульфида углерода в качестве сульфирующего агента. При температуре 180–200°C дисульфид углерода постепенно добавляется вместе с водородом; в результате происходит гидролиз, в ходе которого образуется H2S. Этот газ затем реагирует с CoO и MoO3 с образованием CoS и MoS2. Химические реакции:
MoO3 + 2H2S + H2 = MoS2 + 3H2O, ΔH0 = -48,2 кДж/моль
CoO + H2S = CoO·H2O, ΔH0 = -13,4 кДж/моль
CS2 + H2 = 2H2S + CH4, ΔH0 = -240 кДж/моль
Этап | Время, часов | Скорость потока воздуха, час^-1 | Температура на уровне слоя, °C | Количество CS2, л/ч | Примечания
Нагревание | 4–6 | 200–300 | 200–220 | Замена газа полугидрогеном; затем запуск электропечи для сульфирования
Сульфирование | ~16 | 200–300 | 200–300 | 40–100 | Уровень H2S в выходящем газе должен быть >3 г/м3. Кровать пронизывает пол. Период усиления: 12 200–200 350–450 60–120. Требуется, чтобы содержание H2S в выходящем газе превышало 10 г/м3. Снижение температуры: 4–6; давление: 200–300; температура – 180–200. Процесс продолжается до тех пор, пока содержание сероводорода на выходе не станет ≤1 г/м3. интегрировать в систему. Примечание: концентрацию H2S в выхлопных газах печи преобразования анализируют каждые 2 часа; если концентрация H2S превышает 3 г/Нм3, анализ проводят каждый час ； Анализ содержания O2 проводится каждые полчаса. 3. Процесс сульфирования 3.1. Подготовка к сульфированию Перед повышением температуры сначала в систему подается инертный газ, затем — газ для замены его; необходимо обеспечить полную замену газа во всех уголках системы и в трубопроводах, через которые происходит повышение температуры. 3.2. Период нагрева: комнатная температура ~ 210°C (4–6 ч). (1) После проверки происходит замена газа инертным газом или полугазом с водой; затем температура полугаза с водой повышается, и он поступает в процесс сульфирования. Поддерживается атмосферное давление в системе, температура на выходе электрической печи остается постоянной в диапазоне 230–250°C; при этом температура на входе печи с низкой скоростью изменения температуры составляет около 210°C, а температура в слое материала — от 210°C до нормальной температуры. (2) Во время нагрева содержание O2 в газе должно быть менее 0,5%, чтобы предотвратить возгорание или взрыв электрического нагревателя; кроме того, необходимо строго контролировать давление, чтобы оно не превышало 0,1 МПа, исключая таким образом риск перегрузки электрического нагревателя. (3) До окончания процесса нагрева газа резервуар для сульфидации должен быть заполнен CS2 в соответствии с требованиями. Также необходимо проверить, свободно ли работает трубопровод, по которому поступает азот, и довести давление до уровня 0,1–0,2 МПа в качестве резерва. 3.3. Этап сульфирования (1): Как только температура на входе в печь с низкой температурой превысит 210°C, можно использовать N2 для подачи CS2 в систему. Количество добавляемого CS2 регулируется с помощью расходомера на выходе из резервуара для сульфирования; это обеспечивает концентрацию CS2 в печи в диапазоне 5–10 г/м³. После этого начинается процесс сульфирования. (2) Контролируйте температуру на выходе электрической печи в пределах 200–250°C. Температура в катализаторном слое составляет 200–300°C; время процесса — примерно 8–10 часов. Когда концентрация сероводорода на выходе достигает значения ≥ 3 г/НМ3, можно считать, что начальный этап сульфирования завершен. (3) Во время сульфирования необходимо тщательно контролировать температуру слоя. Температуру слоя регулируют с помощью количества электрических нагревателей, количества добавляемого CS2 и объема газа. (4) При сульфировании содержание H2 у входа в печь должно составлять не менее 25%, чтобы облегчить гидролиз CS2. 3.4. Фаза усиления: температура во всех точках катализаторного слоя составляет 400–450°C; этот режим поддерживается в течение ~4 часов. Уровень содержания H2S на выходе должен быть не менее 10 г/НМ3 – таким образом завершается процесс усиленной сульфидации. 3.5. Этап охлаждения и замены газа (1) После сульфирования все секции переходят в этап охлаждения и замены газа. Температура на выходе из электропечи контролируется на уровне 200°C. Как только температура в слое материала снижается до ≤300°C, прекращается подача CS2 для замены газа. (2) После подключения для технического обслуживания и установки заглушек можно подать газ для получения качественного преобразованного газа для запуска установки. (3) После двух часов работы в режиме сброса под нормальным давлением газ можно направлять на последующие этапы обработки только после того, как состав газа станет соответствующим требованиям. (4) Меры предосторожности: (1) Процесс нагрева и вулканизации должен выполняться строго согласно инструкциям. Во время нагрева температура в отдельных точках не должна превышать 500°C; скорость нагрева должна составлять 30–50°C/ч. (2) В процессе сульфирования необходимо строго контролировать содержание O2 в поступающем газе, чтобы избежать резкого повышения температуры в печи, что может привести к разрушению катализатора. Кроме того, количество CS2 также следует корректировать в зависимости от содержания H2S в поступающем газе: слишком большое количество CS2 может вызвать резкий подъем температуры, а слишком малое — замедление процесса сульфирования. (3) При обнаружении тенденции к резкому повышению температуры необходимо немедленно выяснить причину и провести профилактические корректировки, чтобы предотвратить повреждение катализатора. (4) Необходимо строго соблюдать порядок: сначала следует слив конденсатной воды, прежде чем входить в оборудование. (5) Весь процесс сульфирования происходит при атмосферном давлении. (6) Перед запуском электропечи в системе необходимо сначала проверить наличие охлаждающей воды, затем подать воздух, и только после этого запустить печь. При остановке сначала следует отключить питание печи, а затем — подачу воздуха. Для нагревателей горячей воды и нагревателей мягкой воды сначала необходимо подать воду, а затем — воздух. (7) Оператор должен хорошо знать технологический процесс, расположение клапанов и все вспомогательные линии. (8) При нагревании полугаза необходимо своевременно сливать жидкость из дренажных устройств сепараторов и включать фильтры для удаления масла, чтобы предотвратить попадание масла в электропечь и каталитический слой. (9) В процессе сульфирования, в случае возгорания CS2, повышения уровня O2, прерывания подачи дистиллированной воды и других чрезвычайных ситуаций, необходимо немедленно применить меру «три остановки и одно закрытие», а именно: остановить работу печи, прекратить подачу CS2, прекратить подачу газа и закрыть клапан для сброса газов. Катализатор B303Q представляет собой катализатор на основе кобальта и молибдена, устойчивый к сере и работающий при низких температурах. Его основными компонентами являются оксид кобальта (CoO) и трехоксид молибдена (MoO3). Перед использованием его необходимо активировать — сульфидировать, чтобы оксидные формы кобальта и молибдена превратились в сульфиды, что обеспечивает высокую активность. Конкретный метод заключается в использовании полугаза водорода в качестве носителя и дисульфида углерода в качестве сульфирующего агента. При температуре 180–200°C дисульфид углерода постепенно добавляется вместе с водородом; в результате происходит гидролиз, в ходе которого образуется H2S. Этот газ затем реагирует с CoO и MoO3 с образованием CoS и MoS2. Химические реакции:
MoO3 + 2H2S + H2 = MoS2 + 3H2O, ΔH0 = -48,2 кДж/моль
CoO + H2S = CoO·H2O, ΔH0 = -13,4 кДж/моль
CS2 + H2 = 2H2S + CH4, ΔH0 = -240 кДж/моль
Ответ на 1# 654262293: Перед использованием катализаторов для преобразования при низких температурах, устойчивых к действию серы, необходимо преобразовать окислительное состояние их активных компонентов в сульфидное. Этот процесс называется сульфидацией. Поскольку реакция сульфирования является сильно экзотермической, при её проведении с использованием катализаторов с низким коэффициентом превращения иногда у производителей возникают инциденты перегрева, в результате чего катализаторы повреждаются. 1. Подготовка к сульфированию (1) Сульфирование при нагреве катализатора должно проводиться после промывки системы, проверки герметичности и установки катализатора. (2) Проверка проектов технического переоснащения систем низкотемпературной трансформации, трансформации с дегазацией и декарбонизации, а также работы по очистке, завершены; это не влияет на повышение температуры катализатора и начало его эксплуатации. (3) Все электроприборы (включая персональные компьютеры), приборы измерения, саморегулирующиеся клапаны, осветительные приборы, сигнальные устройства, устройства сигнализации и интерлокирования должны быть установлены и настроены для использования в резерве. (4) Один раз смазать клапаны и винты в системе. (5) Завершено обучение сотрудников по их должностям, они полностью ознакомлены с планами повышения температуры и запуска оборудования, что позволяет им четко понимать свои обязанности. (6) Все оборудование, работающее на 380 В и 10 000 В, пройдено испытания, находится в готовности к использованию и не влияет на сроки запуска. Новое оборудование сначала проходит тестирование в одиночном режиме или в режиме совместной работы, после чего становится готовым к использованию. (7) Электрическое нагревательное устройство прошло проверку и готово к использованию; оно подключено к системе сульфидации. Вода для декальцинации и циркуляционная вода также готовы к использованию. (8) Мусор с места проведения работ убран, крышки канав закрыты, противопожарное оборудование и средства защиты находятся в исправном состоянии и готовы к использованию. (9) Проверено, что уплотнители и катализаторы, используемые в печи с низким давлением, а также CS2 для повышения температуры уже поступили. Была проверена соответствие их моделей, характеристик и количества требованиям. Производитель также должен предоставить документы, подтверждающие качество и характеристики продукции. Проверьте катализатор, стальные сетки, расположенные сверху и снизу в слое наполнителя, а также огнеупорные шары: должны ли они быть в наличии в полном количестве, и соответствует ли их вид и количество заданным параметрам. (10) Прибыл ли на место план сульфирования? (11) На резервуарах с диоксидом серы категорически запрещается наличие масляных пятен. Масло можно удалить с помощью горячей щелочной воды или диоксида серы. Кроме того, необходимо пройти испытание на устойчивость к давлению (0,5 МПа), чтобы убедиться в отсутствии утечек во всех соединительных клапанах. (12) Для сульфидации следует использовать газопластиковые трубы с волокнистой внутренней сеткой; необходимо обязательно проверить наличие такой сетки в стенке трубы. Беспроводные сетевые устройства являются поддельной продукцией; они легко разбухают под действием диоксида серы и тем самым перекрываются. Или использовать пластиковые водопроводные трубы с внутренней структурой из волокон диаметром Φ10. 2. Схема сульфирования при повышенной температуре: в качестве сульфирующего агента используется диоксид серы; может применяться метод сульфирования с выпуском газов или циклический метод. Во время процесса сульфирования давление в системе должно быть максимально близким к атмосферному; необходимо строго предотвращать попадание пара и воды в систему. 3. Процесс сульфирования 3.1. Подготовка к сульфированию 3.2. Этап нагрева 3.4. Этап усиления процесса 3.5. Этап охлаждения и замены
Сульфирование катализаторов с низкой чувствительностью к сере можно разделить на метод твердого сульфирования и метод жидкого сульфирования в зависимости от используемого сульфирующего агента； В зависимости от использования сероводорода можно выделить метод однократного прохождения и циклический метод. Мы никогда не использовали твердые сульфидирующие вещества, поэтому говорить об этом безосновательно. Сейчас сравним метод однократного прохождения и циклический метод. Преимущество метода однократного прохождения заключается в отсутствии необходимости в использовании газового охладителя; недостатками же являются расточительство газа, загрязнение окружающей среды и увеличение затрат на нагрев и восстановление. Единственный недостаток циклического метода — необходимость установки дополнительного газового охладителя. Преимущества же заключаются в экономии газов, используемых для нагрева и восстановления, что снижает затраты на этот процесс. Самое важное — это сокращение загрязнения окружающей среды.
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем 654262293 20.06.2011 в 12:32. Существует онлайн-сульфирование и циклическое сульфирование; при этом существуют и различия в правилах выполнения этих процедур. Примечание 1: Принцип сульфирования: несколько раз, небольшими порциями. Когда температура в слое не повышается, увеличивают дозу; при резком повышении необходимо прекратить подачу процессного газа и ввести азот для охлаждения. 2. Старайтесь поддерживать стабильную температуру на входе. 3. H2S необходимо анализировать полностью каждый час. 4. Обращайте внимание на чередование повышения давления и температуры.