Промышленные способы сульфидирования катализаторов

1. сульфидирование сернистым сырьем.

Устаревший способ. Требует длительного времени (недели). В этот период гидрогенизат не отвечает требованиям по качеству. Уже в период сульфидирования катализатор закоксовывается, поэтому стационарная активность ниже.

Таблица

Усредненные данные показателей работы отечественных

промышленных катализаторов на установках гидроочистки

дизельного топлива

Показатель	АКМ	АНМС	ГК-35	ГО-117	ГС-168ш	ГКД-202	ГР-24М
Суммарное содержание активных компонентов
Удельная поверхность, м2/г
Диаметр гранул, мм	4-5	4-6	3,5		3,5	1,5-2,2	2,0-2,3
Индекс прочности, кг/мм	1,1	1,1	1,8	1,2	1,9	2,2	2,4
Давление в реакторе, МПа	3,1	3,1	3,1	3,0	3,4	3,4	3,0
Межрегенерационный период, мес.
Промотирующая добавка	–	SiO2	цеолит	–	цеолит	SiO2	WO3
Общий срок службы катализатора

 

2. Сульфидирование углеводородным сырьем с добавками 1-2 % легко разлагающихся органических соединений серы. Используют сероуглерод, диметилдисульфид, диметилсульфид. лучшие результаты.

 

3. Сульфидирование элементарной серой. загружают 3-8 % серы от массы катализатора. Подают ЦВСГ повышают температуру и давление в реакторе.

4. Сульфидирование смесью ВСГ и H₂S с соседней установки (или потока) гидроочистки.

причины дезактивации катализатора – отложения кокса в порах катализатора и адсорбция на поверхности катализатора содержащихся в сырье металлов. отложения кокса и металлов блокируют активные центры, затрудняют или полностью прекращают доступ сырья в поры, уменьшают S_уд и V_пор.

Регенерация заключается в окислении кокса кислородом воздуха, который подается в реактор в смеси с инертным газом или водяным паром. Металлы не удаляются

Послойная загрузка катализаторов гидроочистки и равномерное распределение потока сырья по сечению реактора.

неравномерность распределения потока сырья и последствия загрязнения катализатора все чаще являются причиной, лимитирующей продолжительность рабочего цикла установок гидроочистки.

на многих НПЗ установки гидроочистки работают:

сырье, отличающееся от проектного (углеводородный, фракционный состав и пр.);

при более высоких по сравнению расходах сырья;

сырье с более высоким содержанием серы, азота и кокса;

в более жестких условиях, т.е. при более высоких требованиях относительно свойств конечного продукта.

 

использованию более мелких частиц катализатора и

плотной загрузке катализаторного слоя,

В результате достигаются более низкая температура в начале пробега и максимально возможная продолжительность рабочего цикла, при условии, что сырье не содержит примесей, приводящих к закупориванию слоя катализатора.

При плотной загрузке в реакторе можно разместить на 15 – 20 % больше катализатора

Это приводит к двукратному увеличению перепада давления по слою чистого катализатора в начале пробега по сравнению с обычной загрузкой рукавом.

При накоплении примесей в катализаторном слое снижается доля свободного объема.

байпасированию катализаторного слоя,

Появлению локальных перегревов,

Большому разбросу значений радиального профиля температур,

Росту перепада давления.

рост перепада давлений может быть экспоненциальным.

 

по двум причинам:

1) из-за присутствия твердых примесей

2) за счет отложения продуктов реакции,

Слой катализатора - простейший фильтр.

Наиболее часто встречаются следующие примеси:

· осколки и пыль катализатора в легком газойле каталитического крекинга;

· частицы кокса в легком газойле коксования;

· соли (натрия, кальция и пр.);

· железная окалина;

· значительные количества углеродистых отложений, отслаивающихся в печах или теплообменниках.

В результате реакций, протекающих в процессе, образуются следующие загрязняющие продукты:

· кокс (твердый);

· кокс (мягкий);

· FeS;

· V₂S₃;

· NiS;

· Si.

Корзины из металлической сетки, в верхней части первого катализаторного слоя, несколько выступая над верхним слоем инертного материала. Площадь поверхности катализаторного слоя при этом увеличивается. Существует ряд конструкций корзин - от простых цилиндров до корзин в виде перевернутого «гриба», трапециевидные и т.д. Большинство конструкций цилиндрического типа имеют диаметр 10 – 15 см и высоту 1 м. На некоторых установках имеется до 200 корзин.

Решение имеет определенные недостатки. Наличие корзин ухудшает распределение потока ГСС из-за различия в высоте катализаторного слоя от его поверхности до дна корзины. Если используется распределительное устройство, то наличие корзин приводит к нарушению равномерного характера выходящего из него потока. Корзины не могут улавливать частицы, имеющие размер меньше отверстий в проволочной сетке, поэтому мелкие частицы будут проникать в слой катализатора, накапливаться в нем и вызывать рост перепада давления. Установка и демонтаж корзин требуют много времени.

загрузка поверх слоя катализатора инертного материала – фарфоровых шаров различного диаметра: