焦炉煤气脱氨过程中催化剂活性的检测

燃料与化工　６２　Ｆｕｅｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　Ｊａｎ．２０１０　Ｖｏ１．４１　Ｎｏ．１　焦炉煤气脱氨过程中催化剂活性的检测　马格尼托哥尔斯克钢铁股份有限公司焦化厂焦　炉煤气回收车间极其重视氨分解炉用催化剂活性的　控制问题，并研究了在煤气净化过程中催化剂活性　根据推荐的方法．对该厂操作６年的Ｈ一６１０１／　Ａ型氨分解炉和Ｈ一６１０１／Ｂ型氨分解炉出口处氨浓　度测定数据做了分析。分析结果表明，在分解炉操　对整个脱氨工艺效果的影响。　炼焦产生的氨气中含有硫化氢和氰化氢杂质，　该氨气的分解过程在还原气氛中进行。这种还原气　氛是通过焦炉煤气燃烧而形成的。由于在分解过程　中温度较高（≥１　１００￣Ｃ），对所用催化剂提出了更　高的要求。所以在氨分解过程中普遍使用的低温催　化剂已无法满足上述要求。　为了满足氨的高温分解过程所需要的条件，俄　罗斯某公司生产出Ｇ１—１１型专用催化剂，该催化　剂由镁砂制取，粒度为１８～２５ｍｍ，呈椭圆形球粒　（含镍４％～６％）。马格尼托哥尔斯克钢铁股份有限　公司焦化厂焦炉煤气回收车间在焦炉煤气脱氨生产　中已采用了此种催化剂。但是由于该车间的氨分解　炉操作时间长，而且它决定着催化剂失去活性的速　率。所以对其剩余使用寿命需进行评估。　在该公司焦化厂焦炉煤气回收车间氨分解炉　（使用５年以上）出口处对氨最终浓度变化进行检　测的结果表明，操作过程中催化剂的活性显著下　降。另外，对催化剂使用６年后的试样进行的试验　室研究表明，催化剂各层失去活性的程度不明显。　为了评估氨分解过程中催化剂失去活性的速　率。对该公司焦化厂焦炉煤气回收车间的氨分解炉　使用６年的生产数据做了分析，并通过在氨分解炉　生产过程中对炉子出口处氨的浓度变化的测定来评　估催化剂的活性和失去活性的速率。在氨分解炉中　各组分浓度相对稳定的条件下（［Ｈ２］［Ｎ　］　常数），按　照下面方程式评定了催化剂的活性：　－ｄ［ＮＨ３］／ｄｔ＝Ｋ［ＮＨ３］　（１）　式中：Ｋ为反应速度常数；［ＮＨ３］、［Ｈ２］、［Ｎ２］为气体　混合物相应组分的体积浓度。　根据公式（１），分解过程中催化剂的活性应按　照速度Ｋ的有效常数值来评定。当接触时间为（ｔ）　时．该速度常数则根据出口处氨浓度和原始氨浓度　比来确定．也就是说按照氨的相对通过量来确定，　其表达式为：　Ｋ＝ｌｎ（［ＮＨ３ｌｏ／［ＮＨ３Ｉ）／ｔｏ　（２）　作过程中所使用的Ｇ１—１ｌ型催化剂的活性显著下　降。速度常数与时间的关系具有直线性特点，这说　明催化剂的老化速度无变化，可以准确地预测在氨　分解炉操作的整个期间内催化剂活性的变化情况。　根据所测定的结果。在Ｈ一６１０１／Ａ型氨分解炉中　Ｇ１～１１型催化剂活性下降明显。在使用Ｇ１—１１型　催化剂的Ｈ一６１０１／Ｂ型氨分解炉中氨通过量的测定　结果表明，催化剂的活性值与失去活性的速率在分　解炉操作的３年期间内检测结果几乎是近似的。　近年来．在该厂氨分解车间的Ｈ－６１０１／Ｂ型氨　分解炉中采用Ｒ２—３３型催化剂来取代已使用６年　的Ｇ１—１１型催化剂。Ｒ２—３３型催化剂原始活性仅　相当于使用６～７年后的Ｇ１—１１型催化剂的活性。　由于实验误差无法保证准确地确定Ｒ２—３３型催化　剂失去活性的速率，但是根据现有数据，可以推测　Ｇ１—１１型及Ｒ２—３３型催化剂失去活性的速率是近　似的。　所分析的实例表明，按照所制定的工艺过早地　更换催化剂无法延长分解炉操作的持续时间。这就　决定了在氨分解车间应根据现行的工艺，以活性相　似的催化剂来取代Ｇ１一ｌｌ型含镍催化剂。　根据实验室试验的比较结果，应当选择由莫斯　科氮气工业研究所研制的Ｉ＜ＲＡ一１８Ａ型催化剂，其　初始活性已超过Ｇ１—１１型催化剂的初始活性。但　是由于　ＩＡ一１８Ａ型催化剂的气体动力阻力较大，　在该公司焦化厂的氨分解炉中不适于应用。根据该　炉子的结构，它适于采用高活性粗颗粒催化剂。这　就要求进～步改进其生产工艺，将Ｖ，ＲＡ～１８Ａ型催化　剂制成透气粗球粒。　试验数据的分析结果表明，在焦炉煤气净化工　艺中，为了保证氨热催化分解炉能长时间稳定的操　作，必须对催化剂的活性进行正规的检测。通过检　测可以预见到催化剂的剩余使用时间，并保证其适　时更换。　李连洲编译自／￣ＫｏＫｃⅡⅪＩｈＩ瑚》