Cтраница 1
Катализаторы высокотемпературной конверсии работают в условиях, при которых отложение углерода термодинамически невозможно. За-коксовывание может происходить только при нарушении технологического режима. При сильном закоксовании происходит разрушение катализатора, и он не пригоден для дальнейшего использования. [1]
Восстановление катализатора высокотемпературной конверсии СО начинается при температуре выше 300 С. При этом сера, содержащаяся в катализаторе, выделяется в виде H2S, поэтому конвертированный газ до полного выделения сероводорода не может быть направлен в реактор низкотемпературной конверсии СО. По мере восстановления катализатора конверсии углеводородных газов содержание окиси углерода в газе, поступающем в реактор конверсии СО, увеличивается, что может вызвать повышение температуры. Для снижения температуры в реактор вводят насыщенный пар или конвертированный газ разбавляют очищенным водородом. Реактор со свежезагруженным катализатором выводится на рабочий режим при минимально возможной температуре, обеспечивающей нужный состав конвертированного газа. [2]
Одновременно с восстановлением катализаторов конверсии углеводородных газов восстанавливают и катализатор высокотемпературной конверсии окиси углерода парогазовой смесью после печи конверсии. [3]
Существует также возможность того, что сера попадет на катализатор метанирования из жидкости, применяемой для абсорбции двуокиси углерода, если газ проходит через нее во время пуска катализатора риформинга или катализатора высокотемпературной конверсии СО. Эти катализаторы выделяют серу при восстановлении и непосредственно после него ( см. стр. И если газ, выходя из них, проходит через жидкость, предназначенную для поглощения двуокиси углерода, то сера будет абсорбироваться в жидкости. Затем она будет десорбироваться в газ и может отравить метанирующий катализатор. [4]
Важной проблемой является обеспечение оптимальной пористой структуры катализатора. Катализатор высокотемпературной конверсии с тонкопористой структурой и большой удельной поверхностью не является оптимальным. Во-первых, мелкопористая структура не обладает достаточной стабильностью при высоких температурах. Во-вторых, при малых размерах пор имеет место Кнудсеновская диффузия, которая лимитируется размером пор. При относительно низких давлениях ( 0 1 - 0 5 МПа) положительный эффект дает создание бидасперсной структуры / 20 / катализатора. Радиусы пор должны быть такими, чтобы в них имела место объемная диффузия. При высоких давлениях ( выше 2 5 МПа) это условие почти всегда выполняется, а радиус пор выбирается обыч-но по условиям термостабильности. [5]
К катализатору высокотемпературной конверсии предъявляются жесткие требования по термической, химической и механической прочности. [6]
Сейчас задача подбора катализаторов для важнейших промышленных процессов сводится к определению оптимального соотношения компонентов давно зарекомендовавших себя катализаторов. Это общее положение имеет непосредственное отношение к катализаторам высокотемпературной конверсии углеводородов. [7]
Когда синтез-газ содержит такие соединения серы, как H2S или COS, в концентрациях ниже 200 ч / млн, они обычно не оказывают влияния на активность катализатора. Однако катализатор может адсорбировать соединения серы и медленно их отдавать. Этот эффект важен, если катализатор высокотемпературной конверсии СО работает вместе с низкотемпературным катализатором. Например, при восстановлении первичного и вторичного катализатора риформинга часто образуется HaS и поэтому во время этой операции конвертор НТК обычно отключается. Если через конвертор ВТК проходит газ, содержащий серу, то она будет накапливаться там и после подключения конвертора НТК и большая часть сероводорода, несомненно, перейдет в него. Если содержание серы в газе на входе в конвертор ВТК превышает 200 ч / млн, то сера будет накапливаться по другому механизму ( см. стр. Накопление серы в катализаторе ВТК играет важную роль в отравлении катализатора НТК, и в связи с этим невыгодно допускать прохождение серы через конвертор ВТК. В высокотемпературном катализаторе обычно содержится небольшое количество сульфатов вследствие того, что при его изготовлении образуются некоторые нерастворимые сульфаты. [8]
Исходное сырье подается насосом с установки ГФУ, смешивается с водородом, проходит через подогреватель-испаритель ( I) и при температуре 650 - 670 К поступает в реактор сероочистки ( 2), заполненный алюмоникельмолибденовым катализатором и поглотительной массой ГИАП-10. В адиабатическом реакторе ( 3) протекает экзотермический процесс конверсии углеводородов, вследствие чего смесь конвертированного газа и непрореагировавшего пара выходит из реактора при температуре 720 - 820 К. К этой смеси в смесителе ( 5) подается дополнительное количество водяного пара и она через коллектор ( 6) поступает в две реакционные трубы ( 7), которые заполнены катализатором высокотемпературной конверсии и размещены в промышленной печи конверсии. Отходящий из труб газ при температуре 1020 - 1070 К проходит через коллектор ( 8) в смеситель ( 9), куда подается насыщенный пар для понижения температуры парогазовой смеси перед запорной арматурой. Парогазовая смесь через редукционный клапан ( 10) сбрасывается в конвертор окиси углерода промышленной водородной установки. [9]
Любые газообразные углеводороды ( в частности, метан), содержащиеся в водороде, который в дальнейшем используется для получения аммиака, не изменяются при пропускании через катализатор синтеза аммиака. Поскольку непрореагировавшие газы возвращаются в цикл, газообразные углеводороды накапливаются и снижают парциальное давление водорода. На стадии конверсии природного газа водяным паром образующийся в первичном реакторе газ может содержать 5 - 10 % метана. Этот газ смешивают с определенным количеством воздуха ( синтез-газ должен содержать азот) и пропускают смесь над катализатором вторичной высокотемпературной конверсии. Этот катализатор находится в адиабатическом реакторе, футированном тугоплавкими материалами. [10]
Любые газообразные углеводороды ( в частности, метан), содержащиеся в водороде, который в дальнейшем используется для получения аммиака, не изменяются при пропускании через катализатор синтеза аммиака. Поскольку непрореагировавшие газы возвращаются в цикл, газообразные углеводороды накапливаются и снижают парциальное давление водорода. На стадии конверсии природного газа водяным паром образующийся в первичном реакторе газ может содержать 5 - 10 % метана. Этот газ смешивают с определенным количеством воздуха ( синтез-газ должен содержать азот) и пропускают смесь над катализатором вторичной высокотемпературной конверсии. Этот катализатор находится в адиабатическом реакторе, футированном тугоплавкими материалами. [11]
Если катализатор работает удовлетворительно, то лучше всего оставить его нетронутым и пассивировать инертным газом во время ремонта. Большинство катализаторов при использовании теряет прочность, поэтому выгрузка и вторичная загрузка неизбежно означают потерю материала. Катализаторы риформинга при этом не теряют активности. Сероочисткой катализатор на основе окиси цинка выгружается, и если это необходимо, вторично используется без потери активности. Перед вторичной загрузкой необходимо проверить его прочность и состав. Может оказаться необходимым про сеивать ( или даже вручную сортировать) катализатор, для чего нужно иметь соответствующее оборудование. Катализаторы высокотемпературной конверсии СО и метаниро-вания могут быть стабилизированы посредством контролируемого окисления, как описано в предыдущем разделе. Эти катализаторы после обычной процедуры восстановления могут быть введены в. [12]