QCS―11催化剂的技术性能介绍QCS―11是钴钼系一氧化碳耐硫变换催化剂，是我公司专门为高CO、高水气比研究开发的催化剂。

已经在两个壳牌气化工艺一变使用。

和QCS-03/QCS-01催化剂相比，耐热温度高、活性稳定性好、孔结构更加合理，另外，颗粒度均匀、装填效果好，能够有效的保证装填均匀、阻力减小。

镁-铝-钛三元尖晶石载体及特殊的加工制作工艺是确保QCS-11催化剂具备上述特性的基础和必备条件。

目前高CO、高水气比工艺包括壳牌炉气化、航天炉气化、GSP气化等，其中神华宁煤使用GSP是目前CO和水气比最高的工艺，对催化剂的要求也最高。

我公司的QCS系列催化剂采用镁-铝-钛三元载体、稀土助剂，其活性稳定性、工况适应性是最好的，在与国外、国内催化剂对比使用过程中得到很多验证，获得中国、美国、德国、日本、印度、南非等国家的专利。

QCS―11钴钼系一氧化碳耐硫变换催化剂，适用于以重油、渣油部分氧化法或煤气化法造气的变换工艺，促进含硫气体的变换反应，是一种适应宽温（220℃～550℃）、宽硫（工艺气硫含量≥0.01% v/v）和高水气比（0.2～2.0）。

该催化剂具有机械强度高，结构稳定性好，脱氧能力强等特点，能有效地脱除与吸附原料气中的氧和焦油等杂质或毒物。

对高空速，高水气比的适应能力强，稳定性好，操作弹性较大。

具有稳定的变换活性，可延长一氧化碳耐硫变换催化剂的使用寿命。

新鲜催化剂活性组份钴、钼以氧化钴、氧化钼的形式存在，使用时应首先进行硫化，使金属氧化物转变为硫化物。

可以用含硫工艺气体硫化，也可用硫化剂单独硫化。

QCS―11耐硫变换催化剂不含对设备和人体有危害的物质，硫化时也只有少量的水生成并随工艺气排出，对设备无危害。

主要特点为：●耐热温度高、活性稳定性好、孔结构更加合理。

●颗粒度均匀、装填效果好，能够有效的保证装填均匀、阻力减小。

●镁-铝-钛三元尖晶石载体及特殊的加工制作工艺是确保QCS-11催化剂具备独特性能的基础和必备条件。

●抗水合性能好，适用高水气比：0.2-2.0，可耐5.0MPa水蒸气分压。

●耐热稳定性好，适合宽温变换：200-550℃。

●适应高CO变换条件：CO入口干基组成可达75%。

●容易硫化。

●变换活性高，特别是低温、低硫变换活性。

●机械强度高、选择性好、稳定性好。

●对高空速和宽水气比适应能力强。

●具有较强的吸灰和抗毒能力。

●对COS和HCN有很强的加氢功能。

●使用范围广：适用于各种气化流程，尤其是高CO高水气比的变换。

1、催化剂的物理化学性质1.1 物理性质外观兰绿色球形外形尺寸（mm）：直径3.5～4.2堆密度（kg/l）：0.82～0.88径向抗压碎力（N/cm）：≥ 200比表面（m2/g）≥ 1201.2 化学组成CoO（%）：≥ 3.5MoO3（%）：≥ 8.0助剂（%）：≥5.0载体：TiO2-MgO-Al2O3三元尖晶石CO变换活性（350℃）≥ 93%2、产品质量指标项目指标抗压碎力（N/颗）：≥ 200CoO（%）：≥ 3.5MoO3（%）：≥ 8.03．产品的使用3.1 适用条件操作温度（℃）: 200～550操作压力（MPa）: 2.0～10.0运行空速（h-1）: 1000～4000蒸汽/干气: 0.2～2.0预计使用寿命（a）：2～6为了防止水汽冷凝，入口温度通常选择在高于水蒸汽露点温度25℃以上，随着使用时间的延长（当出口CO含量超标时），可逐渐提高入口温度，使出口CO含量控制在要求范围内。

催化剂床层的热点温度不宜长时间超过500℃，否则将会缩短催化剂的使用寿命。

3.2 催化剂的装填催化剂的装填质量直接关系到床层的气流分布，床层的阻力降及催化剂的使用性能，因此应十分重视装填工作。

1）为了保证装填质量，要选择晴朗天气，并避开油污、灰尘及化学物质污染。

2）装填催化剂前，应该认真检查反应器，确保清洁干净，支撑栅格牢固。

在炉内壁标出耐火球、钢丝网、篦子板和催化剂的装填线。

3）在装填之前，通常没有必要对催化剂进行筛选，但是在运输及装卸过程中，由于不正确作业可能使催化剂损坏，若发现磨损或破碎则应过筛。

4）首先向炉底装Ф50mm的耐火球，装至预定高度。

其上再装Ф25mm耐火球100～200mm的高度，铺二层钢丝网，然后装催化剂。

5）将催化剂慢慢吊至炉顶，缓慢侄入接有帆布口袋的漏斗或溜槽中，催化剂从帆布袋口流入炉内。

炉内有人手握帆布袋口，不断移动下料口位置，使催化剂按水平面上升。

催化剂自由下落高度不得超过1米。

如炉内无人，则要分层装填，每层约0. 5m高催化剂，要整平之后再装下一层，防止疏密不均，在装填期间，如果需要在催化剂上走动，应垫上木板，使身体重量分散在木板上。

6）催化剂装好后，将表面耙平，覆盖两层钢丝网，再装入100～200mm厚的拉西环或耐火球以及篦子板。

当确认催化剂装填质量合格，炉内无异物后封炉。

用空气或惰性气体吹扫至炉出口无粉尘为止。

7）为保证人身安全，在装填过程中的入炉人员需要配戴长管或过滤罐式防尘面具。

3．3 升温硫化首次开车升温时,为防止水蒸汽在催化剂上冷凝，应使用惰性气体（如空气或天然气，最好是氮气）做为升温介质，当催化剂床层温度升至水蒸汽的露点温度以上时，可以改用工艺气升温。

催化剂床层的升温速度可控制在≤50℃/h，并根据可获得的最大的介质流量来设定压力，以确保气体在催化剂床层上能有很好的流态分布。

在通常情况下，气体的有效线速应控制在设计值的50～100%。

载气流量应保持在一次通过或循环操作时空速至少为300h-1。

载气中氧含量应小于0.05%。

当催化剂床层温度达到200～220℃时，可转入硫化程序。

如选用空气做升温介质，在导入硫化气之前必须用氮气或水蒸汽吹扫系统，以置换残余氧气。

常用的硫化剂有H2S、CS2和COS，硫化反应可用下式表式：CoO+H2S CoS+H2O ΔH0298= ―13.4KJ/mol （1）MoO3+2H2S+H2MoS2+3H2O ΔH0298= ―48.1KJ/mol （2）CS2+ 4H22H2S+CH4ΔH0298= ―240.6KJ/mol （3）COS+H2O CO2+H2S ΔH0298= ―35.2KJ/mol （4）可以看出，反应（3）发生时，要产生大量的热。

因此，如果用CS2来硫化催化剂，应控制加料速度，以防止催化剂床层超温。

温度达200℃时，CS2的氢解才具有较大的转化率。

硫化时，硫的加入量一般根据催化剂中的活性组份完全硫化来计算，QCS-01催化剂每1000kg约需55kg硫，加硫速度依催化剂床层温升情况而定。

由反应器出口H2S含量大大增加并与入口含量平衡来确定硫化结束。

温度大于200℃时，硫化反应就以足够快的速度进行，选用天然气或氮气加热催化剂时应加入5～10%氢气，以利于CS2氢解。

硫化时，催化剂床层ΔT不超过30℃。

硫化结束时，将温度慢慢提升到规定的变换入口温度，一般不必要超过300℃。

下面列出了循环氮气、工艺气一次通过的升温硫化程序供选择3．3．1 用循环氮气硫化1）用氮气彻底置换循环回路，并检查回路中无其它工艺气体漏入的可能。

2）通过变换炉的循环氮气应保持稳定的压力（一般0.5～1.5 MPa），以提供合适的空速，此值最好能高于300 h-1。

3）催化剂从室温开始升温，适宜的升温速度是每小时25℃，当入口温度升到120℃时恒温4～6小时，以脱除催化剂中吸附的物理水，同时分离器注意排水，然后再继续升温至200～220℃，恒温3～4小时拉平床层温度。

4）当床层的温度都稳定在200～220℃以后，把氢气加到氮气中，控制反应器入口温度在200℃～220℃，分析变换炉入口氢气含量10～20%左右（进出口气体分析1次/小时）。

5）二硫化碳贮槽加装二硫化碳后，打开二硫化碳贮槽的氮气（钢瓶氮）入口给二硫化碳贮槽充压，用背压阀控制压力大于系统压力0.2MPa～0.3MPa时，稍开二硫化碳贮槽出口阀门，将少量二硫化碳压入系统，系统控制床层温升△T<30℃/hr，如床层温度上升过快，可减少或停止加入二硫化碳，同时加大N2量，至床层温度冷却到250℃后再加入二硫化碳。

6）根据催化剂床层温度控制二硫化碳的加入量，一般控制二硫化碳的含量在0.2%～1.0%左右，在变换炉的进出口分析H2S含量来确定。

7）硫化过程中入口温度维持在200℃～220℃，床层热点温度<350℃。

由于二硫化碳氢解产生一定的甲烷，循环系统要保持一定量的弛放气。

8）当出口有硫穿透催化剂床层时，逐步提高硫化压力至1.0MPa，提高入口温度继续硫化，当入口温度230℃～260℃时，热点温度300～320℃，变换炉出口有硫穿透，并且硫含量与进口硫含量基本持平，保持3小时以上不再变化时，可认为硫化结束。

9）若串联几个反应器，当第一反应器的催化剂床层有硫穿透时，要注意调整第二反应器的入口温度200-220℃继续硫化。

整个硫化期间，应保持温度稳定，并且温升ΔT不应超过30℃。

10）硫化结束后，关闭二硫化碳入系统的阀门，二硫化碳贮槽泄压，回收剩余的二硫化碳；关闭补氮气阀、补氢气阀，停开工加热器高压蒸汽，停压缩机，开放空阀泄压。

11）变换系统用氮气置换合格，以10～15℃/h的速度把入口温度提高到规定的反应温度。

然后将原料气送入催化剂床层，慢慢地把压力和温度调整到设计值。

在这个阶段，应该一直小心保持流速，并且根据压力调节气体流量。

注意催化剂上的气体有效线速度不超过设计值。

每个反应器的催化剂床层温度都必须保持在高于水蒸汽露点温度25℃以上。

3．3．2 用工艺气硫化采用工艺气一次通过法硫化催化剂，尤其是在较高压力下，应该注意存在甲烷化反应的可能。

为了防止此反应发生，或者已经发生了此反应，应通过控制温度来限制（一般当温度高于400℃时，甲烷化反应才会明显发生）。

1）硫化前，应该用氮气吹净反应器。

2）按4.4.1所述升温程序用氮气升温到200～220℃，然后，把湿工艺气加到氮气中（比例：湿工艺气：氮气=1：3）一起进入反应器，并保持温度和压力。

采用工艺气作原料，由于气体混合物中，氢气分压、CO分压低，甲烷化反应的可能性很小，万一发生此反应导致超温时，可通过减少或切断工艺气，用氮气将催化剂床层冷却到250℃左右，再慢慢地加入湿工艺气继续硫化。

3）当催化剂床层温度稳定时，将湿工艺气流量增加一倍。

同时相应减少氮气，目的是使气体的线速度不超过允许值，此时气体的比率为：工艺气：氮气=1.0～1.5。

4）为了缩短硫化时间，可加入更多的硫份。

增加硫份的办法有两种，一种是增加工艺气流量并相应地减少氮气流量直到停用氮气，但是要严格防止硫化过快引起超温，在催化剂被硫化20%之前，不宜增加流量，另一种办法是增加工艺气的硫含量，例如当工艺气体中的硫含量较低时，可添加CS2等硫化剂或向原料中添加硫化剂如硫磺等，两种方法相比，后者安全，易于控制。