耐硫变换催化剂概念 关于变换工段耐硫变换催化剂工作情况的分析

关于变换工段耐硫变换催化剂工作情况的分析

受克旗煤制气公司生产部委托，化工研究院驻克旗现场技术服务小组技术人员对变换工段耐硫变换催化剂的工作状态进行了分析，以期为耐硫变换工段正常生产运行提供决策参考。下文是根据生产部提供的2014.12~2015.3运行数据，结合理论分析和文献资料编制的分析报告。

一、催化剂使用工况分析

表1比较了变换工段预变催化剂和主变催化剂的设计工况与实际工况。从表1可以看出，预变和主变催化剂的实际工况，包括空速和温度均有所偏离设计工况，这种偏离可能会影响催化剂的实际运行效果。

表1催化剂设计工况和实际工况比较

二、催化剂运行状态分析

2.1预变炉

图1为qbs-01型号预变催化剂上co变换反应转化率、反应体积空速和催化剂入口温度在运行期间的变化曲线。

图1预变催化剂co转化率、体积空速和入口温度的变化趋势

从图1可以看出，随着空速的增大，预变炉co转化率明显下降，空速降低后co转化率随之提升。其中在12月28号-3月3号区间，预变炉的工作空速大部分在3000～5400h-1范围内，此时对应的co转化率很小，说明在此空速下qbs-01催化剂上co变换反应发生程度很低。

催化剂的3000～5400h-1运行期间体积空速超过了催化剂厂家提供qbs-01催化剂正常设计工况（1500～3000h-1）。空速的提高一方面

会降低催化剂的co变换反应速率，另一方面当空速明显超过设计值时，会加速催化剂的活性衰退。

当预变反应器入口温度233℃，体积空速3000h-1，催化剂床层温升6.5℃，此时co转化率为6%；当预变反应器入口温度260℃，体积空速3100h-1，催化剂床层温升13℃，此时co转化率为8%。适当提高入口温度有利于促进qbs-01预变催化剂上co变换反应。

根据计算，变换反应每转化1个百分点的co会给预变反应器带来9~10℃温升。从正常运行数据分析，预变炉温升约20℃，共计转化2个百分点的co；而近期运行数据中，预变温升为10℃左右，co仅转化1个百分点。

2.2主变炉

图2为主变催化剂上co水汽变换反应转化率的变化趋势。从图2可以看出，从2014年11月底至2015年3月底的4个月内，主变催化剂co转化率呈下降趋势。

图2主变催化剂上co转化率变化趋势

图3主变co转换率与空速及进口温度变化曲线

图3显示了qcs-04型号主变催化剂上co变换反应转化率、反应体积空速和催化剂入口温度在运行期间的变化。有如下特点：

当主变入口温度高于260℃时，空速的波动对co水汽变换反应的co转化率影响不明显。

当主变入口温度低于260℃时，随着空速的增大，主变co转化率明显下降。说明温度对co变换反应的影响明显。

另外，根据co水汽变换反应是一个等体积反应的特点，如下：

co+h2o（g）co2+h2，∆h=-41.09kj/mol

变换反应过程中，co经反应减少的物质量应该与h2经反应增加的