[發明專利]粉煤氣化裝置開車前CO耐硫變換催化劑活化工藝

有效

• 申請號: 201210294893.6
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102784668A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 吳艷波;程雄志;余攀;湯海波
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術研究院有限公司
• 主分類號: B01J37/20
• 分類號: B01J37/20
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽

技術領域

本發明涉及到與配套SHELL粉煤氣化裝置開車前CO耐硫變換催化劑活化工藝。

背景技術

與SHELL粉煤氣化工藝相配套的一氧化碳耐硫變換流程主要有高水氣比工藝、低水氣比工藝及低水氣比串高水氣比工藝。由于SHELL粉煤氣化工藝生產的粗煤氣中CO含量高達60%~65%，如果利用該粗煤氣來生產合成氨，由于變換裝置出口CO含量要求控制在0.4%左右，因此，無論變換裝置選用哪種工藝，一般至少需要4臺變換爐。

新裝填的一氧化碳耐硫變換催化劑活性組份呈氧化態（CoO、MoO₃），催化活性很低，需要進行硫化，變成硫化態（CoS、MoS₂）后才具備良好的活性。其活化機理如下：

目前，一氧化碳耐硫變換催化劑的活化方式主要有兩種，在線硫化和循環硫化。在線硫化是利用工藝氣對催化劑進行硫化，即工藝氣一次性流經催化劑床層，對催化劑進行硫化，放空去火炬燃燒。在線硫化雖然可以減少一臺循環氣壓縮機，但在線硫化的成本高，對環境污染大。循環硫化方式雖然需要增加一臺循環氣壓縮機，但不受上游單元開工、運行情況的影響，操作上靈活，開車成本遠低于在線硫化。

與SHELL粉煤氣化工藝相配套的一氧化碳耐硫變換工藝由于變換爐數量較多，催化劑裝填量大，若采用傳統的循環硫化方式，將所有變換爐串聯在一起同時升溫硫化，則系統壓降大，床層升溫不宜控制，硫化時間長，開車費用高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種與SHELL粉煤氣化工藝相配套的粉煤氣化裝置開車前CO耐硫變換催化劑活化工藝，其能夠將所有變換爐串聯在一起同時進行升溫硫化活化催化劑，也可以對其中的任何一臺變換爐單獨進行升溫硫化活化催化劑，從而有效縮短催化劑的硫化時間，降低開車費用，縮短開車時間。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該粉煤氣化裝置開車前CO耐硫變換催化劑活化工藝，其特征在于包括下述步驟：

（1）對催化劑床層進行升溫：

首先將氮氣經壓縮機壓縮升壓至0.6~1.0MPa后送去加熱器換熱至220~300℃，然后依次流經相互串聯的預變換爐、第一變換爐、第二變換爐和第三變換爐，對這些變換爐進行加熱升溫；出第三變換爐的氣體經氣液分離后返回所述的壓縮機，升壓后經加熱器加熱至220~300℃在系統中循環使用；

當預變換爐升溫至200～220℃時，關閉預變換爐的進口閥門，將預變換爐從系統中切出；此時，由所述加熱器送來的氮氣直接進入第一變換爐，然后依次流經第二變換爐和第三變換爐，對第一變換爐、第二變換爐和第三變換爐進行加熱升溫；出第三變換爐的氣體經氣液分離后返回所述的壓縮機，升壓后經加熱器加熱至220~300℃在系統中循環使用；

當第一變換爐升溫至200～220℃時，關閉第一變換爐的進口閥門，將第一變換爐從系統中切出；此時，由所述加熱器送來的氮氣直接依次進入第二變換爐和第三變換爐，對第二變換爐和第三變換爐進行加熱升溫；出第三變換爐的氣體經氣液分離后返回所述的壓縮機，升壓后經加熱器加熱至220~300℃在系統中循環使用；

當第二變換爐升溫至200～220℃時，關閉第二變換爐的進口閥門，將第二變換爐從系統中切出；此時，由所述加熱器送來的氮氣直接進入第三變換爐，對第三變換爐進行加熱升溫；出第三變換爐的氣體經氣液分離后返回所述的壓縮機，升壓后經加熱器加熱至220~300℃在系統中循環使用；

（2）催化劑活化

至第三變換爐升溫至200～220℃時，打開上述各變換爐的進口閥門，在所述壓縮機入口處向循環氣中補充氫氣，經壓縮機壓縮升壓至0.6~1.0MPa后進入所述加熱器加熱至220~300℃后出加熱器，在加熱器出口處向循環氣體中加入硫化劑；控制循環回路中氫氣的體積濃度為10%~20%，H₂S的體積濃度為1500～3000ppm；

混合了氫氣和硫化劑的循環氣首先進入預變換爐，對預變換爐內的催化劑進行活化，活化后的循環氣從預變換爐排出后依次進入第一變換爐、第二變換爐和第三變換爐，對第一變換爐、第二變換爐和第三變換爐進行輕度活化；