CN206935326U - 一种一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置 - Google Patents

Abstract

一种一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置，其特征在于该反应装置包括硫化系统、汽化系统、反应系统、冷却系统、净化系统、分析系统，各部分通过管道依次进行连接；硫化系统包括依次连接的原料气储罐、二硫化碳蒸发器和混合瓶；汽化系统包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器；反应系统包括单管管式反应器；冷却系统包括冷凝器；净化系统包括碱洗瓶、脱硫器；分析系统包括气相色谱仪。本实用新型装置投资成本低、占地面积小、试验流程简单、操作方便。采用原粒度管式反应器使催化剂的反应与工厂的实际状况比较接近，能较好地反应催化剂工业使用的实际状况。

Description

一种一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体的涉及一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置。

背景技术

我国是煤多、油少、天然气不足的国家。近年来，为满足能源转换的要求，我国新建或改扩建的大型甲醇、合成氨、煤制油、煤制乙二醇和制氢等工业多选用以煤和劣质渣油为原料，采用先进的水煤浆或粉煤加压气化等技术。这些技术制得的粗合成气压力、汽气比、CO浓度（40%～65%）、硫含量等都非常高，其相应的耐硫变换工艺的压力高（3.0MPa～8.0MPa）、水蒸气分压大（汽气比最高可达1.8，且含有少量冷凝水），而且操作温度宽（操作温度在露点温度以上约20℃～500℃之间）。这就要求耐硫变换催化剂不仅要有较高的低温活性、良好的抑制副反应能力，而且更要有良好的抗水合性能。传统的以Al₂O₃为载体的低压一氧化碳耐硫变换催化剂在该操作条件下，γ-Al₂O₃载体会跟水分子发生水合反应生成AlOOH，使催化剂孔结构遭到破坏，造成催化剂强度和活性急剧下降，反应系统阻力上高，从而导致催化剂的频繁更换。以MgAl₂O₄尖晶石为载体的一氧化碳高压耐硫变换催化剂，具有较高的活性、很好的抗水合性能及耐热性能，满足了工艺要求。

发明内容

发明目的：现有技术中涉及较多的是一氧化碳耐硫变换催化剂及其制备方法，未见相关反应装置的报道，而本发明的目的正是提供一种小型的反应装置，可以用于对一氧化碳高压耐硫变换催化剂的活性进行评价。

本实用新型的主要技术方案：一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置，其特征在于该反应装置包括硫化系统、汽化系统、反应系统、冷却系统、净化系统、分析系统，各部分通过管道依次进行连接；所述的硫化系统包括依次连接的原料气储罐、二硫化碳蒸发器和混合瓶；所述的汽化系统包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器；所述的反应系统包括单管管式反应器；所述的冷却系统包括冷凝器；所述的净化系统包括碱洗瓶、脱硫器；所述的分析系统包括气相色谱仪。

本实用新型还包括该领域所熟知的管道、阀门及其他零部件。

有益效果：1.该装置投资成本低、占地面积小、试验流程简单、操作方便。2.采用原粒度管式反应器使催化剂的反应与工厂的实际状况比较接近，能较好地反应催化剂工业使用的实际状况。

附图说明

图1 为实施例一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置连接示意图。

图中：1——原料气储罐；2——二硫化碳蒸发器；3——混合瓶；4——计量管；5——平流泵；6——汽化器；7——反应器；8——冷凝器；9——碱洗瓶；10——脱硫器；11——气相色谱仪。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型加以详细描述。

实施例

本实施例所提供的一氧化碳耐硫变换催化剂高压反应装置参见附图1，包括六个部分：硫化系统、汽化系统、反应系统、冷却系统、净化系统、分析系统，上述系统通过管道依次连接。

实施例中，硫化系统包括依次连接的原料气储罐1、二硫化碳蒸发器2和混合瓶3；汽化系统包括依次连接的计量管4、平流泵5、汽化器6；反应系统包括单管管式反应器7；冷却系统包括冷凝器8；净化系统包括碱洗瓶9、脱硫器10；分析系统包括气相色谱仪11。

实施例还包括该领域所熟知的管道、阀门及其他零部件。

所述的硫化系统通过调节流经二硫化碳的气体流量来控制原料气中的硫含量。所述汽化系统利用平流泵将水定量打入汽化器。所述反应系统包括单管管式反应器，原料气中的一氧化碳与一定比例的水蒸气在一氧化碳耐硫变换催化剂的作用下，发生化学反应生成二氧化碳和氢气。所述冷却系统主要包括冷凝器，冷却尾气中的水蒸气。所述净化系统脱除尾气中的硫化氢。所述分析系统主要包括气相色谱仪，分析反应前后气体中一氧化碳体积分数。

具体操作过程：硫化时，原料气经二硫化碳蒸发器与直接进入混合瓶的气体混合后，进入反应器。从反应器出来的气体经冷凝器冷却，进入碱洗瓶、脱硫器后，经水封瓶放空。活性测定时，原料气与计量泵注入的水（经汽化器加热后成为水蒸气）混合，经管道保温后进入反应器。从反应器出来的尾气进入冷凝器。冷凝器将未反应的水分离出来，尾气经减压后进入转子流量计计量后，一路去分析系统，另一路经水封瓶之后放空。

应用例

原料气为混合气，由一氧化碳（45％～50％），二氧化碳（3％～5％），硫化氢（0.1％～0.5％），其余为氢气组成。

向反应器内通入原料气，原料气空速为750h^-1，系统压力为常压。反应器温度升至180℃时，开始向原料气中配入总硫（以H₂S计）为15g/Nm³～20g/Nm³的硫化剂，直至反应器温度从420℃降温时停止配硫，硫化结束。

硫化结束后，将汽化器、保温管升温至约320℃，控制并调节系统压力8.0MPa、原料气空速3000 h^-1、水蒸气与原料气体积比1.0、活性测定温度350℃。4h后，开始分析反应器进出口气体中的一氧化碳体积分数，并计算其一氧化碳转化率，然后每隔1.5h～2.0h测定一次。当连续三次一氧化碳转化率的极差值不大于1.0%，则可以结束试验。

试验结束后，先关闭原料气总阀，系统排空降压，同时排放冷凝器中的冷凝水，当系统降至常压时，关闭平流泵，停止注水，最后切断系统电源。

试验结果如下：

表1 活性评价结果

Claims (1)

1.一种一氧化碳高压耐硫变换催化剂反应装置，其特征在于该反应装置包括硫化系统、汽化系统、反应系统、冷却系统、净化系统、分析系统，各部分通过管道依次进行连接；所述的硫化系统包括依次连接的原料气储罐、二硫化碳蒸发器和混合瓶；所述的汽化系统包括依次连接的计量管、平流泵、汽化器；所述的反应系统包括单管管式反应器；所述的冷却系统包括冷凝器；所述的净化系统包括碱洗瓶、脱硫器；所述的分析系统包括气相色谱仪。