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原料中硫的控制问题与催化剂硫中毒事故

原料中硫的控制问题与催化剂硫中毒事故
问题的提出
众所周知,硫是含Pt重整催化剂的主要毒物之一,硫的问题在实际工作中给我们带来不少问题和困扰。

但必须看到,在某种程度上,它又是重整催化剂中不可缺少的一个组元。

《催化重整通讯》(1986(2),1–18)报导,硫在催化剂上以可逆吸附硫和不可逆吸附硫两种类型存在,不可逆吸附硫主要吸附在金属表面及部分强酸中心上,吸附量与硫化时气流中的H
2
S分压无关,只与活性金属组分有关。

可逆吸附主要吸附在载体上,其吸附量与载体表面积上的铝离子(Al+3)数量有关,氯离子的存在会抑制这部分硫的吸附。

不可逆吸附硫可抑制催化剂的氢解活性,起到改善催化剂选择性的作用。

催化剂上吸附硫以后必然会影响其反应性能,Apesteguia的研究结果认为,硫化后Pt—Re催化剂活性下降程度比单Pt或Pt—Ir催化剂要大得多,且对不同类型的反应,硫对催化剂活性的影响也不一样。

还有资料报导,微量硫对重整催化剂的敏感度的次序为单Pt:Pt一非贵金属:Pt—Re催化剂为1:3:5。

CHEVRON公司曾介绍说,进料含硫1.0ppm 比0.5ppm的运转周期缩短25%,生成油液收减少1%。

有资料报导,对Pt—Re
重整催化剂,进料硫含量应<0.5ppm,即循环气中H
2
S<lppm。

某厂进料硫含量从lppm上升到4—5ppm(缓和操作苛刻度下),结果氢产率
和氢纯度(<80%)均下降,重整生成油收率也下降3—5%,CH
4一C
4
H
10
气体增加
了3—5%。

资料还介绍,有中试数据说明,原料油中硫含量由lppm增加列3ppm,催化剂寿命下降20—30%。

硫中毒事故
国内重整工业装置曾多次出现硫超标造成催化剂硫中毒的事件。

如某厂催化剂硫中毒后,温降、液收、氢纯度和芳含先突降,然后有一段缓慢下降后,芳含又一次突降,芳含从开始的52.2W%下降到40.9W%;液收从89.2W%下降到81.2W%;氢纯度从88.2V%下降到79.0V%。

因装置无手段改变进料质量,提供不了合格精制油(S<0.5ppm),只能被迫停工。

采取措施
催化剂硫中毒以后,只要切断硫源,提供合格的进料,中毒的硫会逐渐解除,催化剂性能能得到恢复。

引起重整进料硫含量增高的原因及相应的对策
正常生产中,造成进料硫含量增高的原因一般有以下四种可能:
(1)、蒸发脱水塔操作失调
这种硫是未吹脱的H
2
S。

重整系统可适当降温,投入分子筛,把硫的影响减小到最低程度,待蒸发脱水塔操作恢复正常后即可恢复。

(2)、预加氢精制进料硫含量变化
预加氢进料硫含量变大,预加氢条件已不适应,这通常是原油含硫高或二次加工油比例改变所致,适当调整预加氢的条件即可解决。

(3)、预加氢部分出了问题
预加氢催化剂活性下降,满足不了加氢要求,可以提高预加氢反应温度。

一般说预加氢催化剂活性不会突然下降。

预加氢反应器是冷壁的,还有可能出现反应器内衬龟裂,造成物流短路而使精制油硫增高(有机硫),如不严重,有硫保护器的装置,可以维持运转。

如严重则需停工处理。

(4)、换热器内漏
换热器内漏,造成精制油硫超标的事在工业装置上时有发生。

常见的是预加氢进料/精制油换热器内漏。

也曾发生预加氢生成油/预分馏进料换热器内漏造成硫不合格。

这里令人费解的是低压往高压漏,因此也常为人所忽视。

换热器可在一天内抢修完,重整可降温降量吃精制油罐贮存的精制油维持运转。

换热器检修试压后,投入使用前务必将器内及管线中残存水处理净,否则会将残存水带入重整系统,造成高水冲击,
为了及时发现原料硫超标,一定要坚持每天分析进料含硫。

这里也存在由于微量硫分析方法精度、采样、分析人员操作素质,一时难以发现硫高,造成延误。

补救的办法是通过分析循环气体和稳定塔顶气中H
2
S含量对比值作旁证参考。


环气中H
2S浓度约为重整进料的2—3倍。

稳定塔顶气中H
2
S含量约为进料硫的
10倍。

气中H
2
S分析方便快速,车间亦可自己直接用检测管测定。

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