氧化锌脱硫剂在200℃~400℃下,基本上可将气体中H2S脱至接近零。
其反应为:
H2S +ZnO =H2O +ZnS
因为本反应为放热反应,随着温度的增加,气体中H2S浓度有所增加(受平衡常数影响),但较高的温度可使吸收速度加快。
当停留时间短(气速大)时,较高的温度反而对脱硫有利。
在350℃~400℃温度下,氧化锌脱硫剂也能脱除有机硫,以硫醇为例,其反应方程式为:
ZnO+CnH2n+1SH+H2=ZnS+CnH2n+2+H2O
但噻吩不能用氧化锌直接脱除。
因此,当钴钼加氢催化剂活性下降时,适当提高一下脱硫床层温度,不但对加氢脱硫有利,而且有利于在氧化锌床层中将未转化的有机硫吸收掉。
但温度过高,氧化锌的脱硫能力将下降。
本装置氧化锌脱硫剂反应器(R1002AB)设计温度,入口温度℃:380℃、出口温度℃:340℃。
氧化锌脱硫剂的硫容(每100kg 脱硫剂吸收硫的重量,常以百分数来表示)随操作温度的升高而增加,因此当硫容饱和而使脱硫不合格时,适当提高一下操作温度,则可增大其硫容,而继续使用一段时间。
氧化锌脱硫剂的硫容一般在15%~20%之间。
总结:根据平时操作温度一般都控制在入口340±10℃左右,出口在320±10℃左右。
2.温度对转化催化剂的影响?
因为转化反应是吸热反应,因此提高温度不仅可以加快反应速度,而且有利于平衡,即可以多生成CO和H2,降低转化尾气中残余CH4的含量。
但是,提高温度受到转化炉管的材料的限制。
对本装置Cr25Ni35NbTi离心浇铸炉管,设计管外壁温度不允许超过960℃,因此只能在设计允许的出口气体温度840℃左右的一定范围内加以调节。
相反,为了延长价格昂贵的转化管的寿命,还应在满足工业氢质量的前提下,尽量采用较低的出口温度。
总结:根据平时操作温度一般都控制在入口450±10℃左右,出口在780±10℃左右。
变换反应是放热反应,温度越低越有利于变换反应的进行。
但降低温度必须与反应速度和催化剂的性能统一考虑,工业生产中,所有的催化剂都有一定的活性温度,低于它反应就不能进行或进行缓慢,而高于此温度会损坏催化剂。
由于变换反应开始时,CO浓度较高,为加快反应速度,采用在较高温度下进行反应。
本装置设计中变入口360℃,出口423℃,如果变换反应已接近平衡,提高温度会使CO变换率降低,降低温度会使CO变换率增加;如果反应尚未接近平衡,提高温度CO变换率增加,降低温度CO变换率降低。
温度是变换的最重要的工艺条件,因变换反应是放热反应,提高温度使变换率降低,但可以加快变换速度,当变换反应接近平衡时,提高温度会降低变换率;如果变换反应尚未接近平衡,则提高温度可能提高变换率。
一般情况下,新催化剂采用较低的入口温度,随运转时间的延长,缓慢地提高入口温度,以弥补催化剂活性的损失,但中变催化剂的报废往往不是活性丧失,而是由于结块或粉化造成的过大的压差。
总结:根据平时操作温度一般都控制在入口345±5℃左右,出口在395±5℃左右。