预硫化耐硫变换催化剂的研制
周红军 王毓秀
（齐鲁石化公司研究院 淄博 255400）
1． 引言
钴钼系耐硫低变催化剂已广泛用于中、小氮肥厂，使用前必须对催化剂进行
高温硫化，常用的硫化方法是用CS2或H2S做为硫化剂进行现场硫化。但现场硫
化时常常出现因操作不当引起催化剂超温，损坏催化剂的活性，严重时整炉催化
剂报易燃，其次CS2易燃，在硫化过程中经常会出现入空管或硫化罐着火等不安
全因素；再者由于CS2和H2S对生物有剧毒，特别是CS2，它可以通过呼吸道及皮
肤侵害人体机能（对操作人员造成极大危害）；此外，现场硫化不仅耗费时间、
煤气、电力、硫化剂等，并且一般需2—3天才能转入正常生产，因此，研制一
种新型换代的耐硫低变催化剂是很有必要的。
预硫化催化剂解决了这一难题，它吸收了荷兰AKZO公司的选技术，采用器
外预硫化，在制备催化剂的同时也把硫化剂加入，装置开车时直接升温并入系统，
不需要加硫化剂。实验结果表明，用此方法硫化的催化剂活性高，且稳定性好，
综合性能优于有CS2硫化的催化剂，该催化剂已申请中国专利。
2． 预硫化耐硫变催化剂的主要功能
2．1 物化性能
预硫化催化剂的物化性能常规硫化的QCS—02系列催化剂的性能相当，如章
丘第二化肥厂的中串低催化剂，青州化肥厂的中低低催化剂，平阴化肥厂的全低
催化剂，昌乐化肥厂及章丘第一化肥厂的复活催化剂等。
2． 变换活性
在1.0MPa下进行加压活性评价，常规催化剂在400℃下硫化10 h，然后评
价活性，预硫化催化剂用干气升温后直接评价活性结果见表1。
表1不同硫化催化剂的加压原粒度活性对比
一氧化碳变换率/%
硫规催化剂—————————————————————————————
—————
400℃ 300℃ 200℃
180℃
常规硫化QCS—02 86.2 42.9 17.8
7.4
预硫化QCS—02 88.9 57.6 24.6
18.6
表1结果表明：预硫化的方法能提高活性，特别是低温活性。
2．3 催化剂温度
在加压评价装置的上进行活性评价，将二种硫化方法的催化剂运转前后强度
的变化列于表2，可以看出，催化剂预硫化与常规硫化的变化规律一致，运转后
强度增大。
表2催化剂强度对比
强度（N.颗-1）
硫化催化剂—————————————————————————————
————— 运 转 前
运 转 后
常规硫化QCS—02 54.0 63.0
预硫化QCS—02 49.5 56.3
2．4 预硫化催化剂开车条件下的考察
将预硫化的QCS—02中串低催化剂进行了不同开车条件的实验。
（1） 原料气氛的影响
把预硫化催化剂升温至250℃，稳定4h原料气中加水蒸汽和不加水蒸泊的
活性评价结果见表3。从表功看出，升温过程中，原料气加入蒸汽不利于提高催
化剂的变换活性，特别是高温活性，因此，使用干气升温有利于活性的提高。
表3 原料气氛对催化剂QCS—02活性的影响
一氧化碳变换率/%
原料气氛 ————————————————————————————
—————
250℃ 300℃ 400℃
干气 9.69 22.9 65.52
加水蒸气 8.42 20.94 45.95
(2) 升温时间的影响
把预硫化QCS—02中串低催化剂用于气升温至250℃，一是直接评价活性，
另一为在250℃时稳定4h后再评价活性，实验结果见表4。可以看出，增加升温
时间有利于提前催化剂的低温活性。
表4升温时间对催化剂QCS—02活性的影响
一氧化碳变换率/%
时间 ————————————————————————————
—————
250℃ 300℃ 400℃
无稳定 6.33 20.30 65.10
稳定4h 9.19 22.90 65.3
（3） 起始温度的影响
对预硫化QCS—02中串低催化剂进行干气升温至不同温度，然后再评价不同
温度的活性，结果见表5。从表5看出，在起始温度400℃即高温下使用，不利
于催化剂活性的发挥，在实际应用中应从低温向高温过渡。
表5 起始温度对催化剂QCS—02活性的影响
一氧化碳变换率/%
起始温度 ———————————————————————————
—————
250℃ 300℃ 400℃
250℃ 6.33 20.30 65.10
400℃ 5.39 18.20 61.10
加压评价也验证了这一结论，在1.0MPa压力下，考察预硫催化剂“原粒度”
活性，表6所示是由高温向低温的评价结果，表7所示是由低温向高温的评价结
果。可以看出其中规律与表5一样，证明首先从高温下使用催化剂不利于催化剂
活性发挥。
表6 起始温度从高温到低温对活性的影响
一氧化碳变换率/%
催化剂 ————————————————————————————
————
400℃ 300℃ 200℃ 180℃
300℃
QCS—02 86.7 76.4 57.9 14.0
82.3
表7起始温度从低温到高温对活性的影响
一氧化碳变换率/%
催化剂 ————————————————————————————
————
200℃ 250℃ 300℃ 200℃ 180℃
QCS—02 65.4 93.0 96.1 83.0 71.4
2.5 预硫化催化剂的适用性
将用混捏法制备的工业K8—11催化剂进行预硫化后再进行活性评价，结果
见表8。数据表明，用不同方法制备的耐硫变换催化剂，采用预硫化方法同样能
提高催化剂的变换活性。
表8硫化方法对K8—11催化剂性的影响
一氧化碳变换率/%
催化剂 ———————————————————————————
—————
285℃ 350℃ 450℃
常规 3.25 10.23 33.95
预硫化 7.70 22.87 40.53
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2.6 选择性
工业模拟实验表明，在压力＜3.0MPa，温度180—400℃范围内无甲烷化副
反应发生。
3． 工业应用
此技术首先应用于QCS—02中串低催化剂，并在昌乐化工总厂低变炉上段实现阶
段工业应用，低变炉入口205℃，段间215—220℃，出口215—220℃，下段基
本上无温升，处于备用状态，低变入口CO体积分数为3%—4%，出口为1%—1.5%。