天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102219185A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102219185A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201110093957.1B01J37/18(2006.01)(22)申请日2011.04.11(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石化集团宁波工程有限公司中国石化集团宁波技术研究院(72)发明人吴艳波施程亮王永锋缪王莹余攀(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人刘凤钦(51)Int.Cl.C01B3/40(2006.01)B01J37/20(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺(57)摘要本发明涉及到一种天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺，本工艺设置了两个同时运行的还原回路和硫化回路；其中还原回路中将转化炉和中变反应器串联在一起，利用氨在转化炉中裂解所产生的氢气同时对转化催化剂和CO变换催化剂进行还原；而硫化回路中加氢催化剂的活化也利用还原回路中送过来的氢气而完成；控制硫化回路中的压力小于还原回路中的压力。本发明在没有外供氢气的情况下，通过氨在转化炉中的裂解同时为加氢催化剂的硫化和转化催化剂、CO变换化剂的还原提供氢气，降低了开车费用，缩短了开车时间。CN102985ACCNN110221918502219194A权利要求书1/2页1.天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺，其特征在于包括对镍基转化催化剂和CO变换催化剂进行活化的还原回路和对钴钼加氢催化剂进行活化的硫化回路；其中，所述的还原回路包括：(1)将氮气压缩至0.6～1.0MPa后，经换热器换热至370～430℃后去原料气预热段；在原料气预热段进口补入液氨和中压蒸汽，经原料气预热段加热后得到还原气；(2)控制进入转化炉内还原气的温度为490-510℃、转化炉内氢气含量为60～75v％、H2O/H2摩尔比为3.0～7.0；对转化炉内的原料气加热使原料气中的氨在转化催化剂的作用下裂解为氢气和氮气，氨裂解所产生的氢气在加热条件下使转化催化剂发生如下的反应：转化催化剂得到活化；控制转化炉出口气体的温度为790-810℃。(3)出转化炉的还原气(主要成分为H2、N2、水蒸气)经换热器换热至300～360℃后送入中变反应器，在中变反应器内对CO变换催化剂进行还原，反应方程式如下：CO变换催化剂得到活化；(4)出中变反应器的还原气经过冷却分液系统冷却、液体分离后与上述步骤(1)中的氮气并流，完成还原回路的循环过程；所述的硫化回路包括下述步骤：(1)将氮气压缩至0.4～0.8MPa，与所述还原回路中产生的部分氢、氮混合气混合，得到硫化气，控制硫化气中H2含量为5～25v％；将硫化气送入开工加热炉加热到220～350℃后，送加氢反应器(2)在加氢反应器的入口补入一定量的硫化剂CS2，催化剂活化初期，控制CS2流量在30～50L/h，活化末期控制CS2流量在150～200L/h，控制床层温升ΔT＜30℃/h，对钴钼加氢催化剂进行硫化，反应方程式如下：钴钼加氢催化剂得到活化；(3)出加氢反应器的气体经冷却分液系统冷却、液体分离后与步骤(1)中的氮气并流，完成硫化回路的循环过程；上述钴钼加氢催化剂的活化和镍基转化催化剂、CO变换催化剂的活化是同时进行的；并且所述硫化回路的压力小于所述还原回路的压力。2.根据权利要求1所述的天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺，其特征在于从所述还原回路进入所述硫化回路中的部分氮气和氢气是通过跨线管路进入的；所述跨线管路的一端连接在还原回路中氮气压缩后换热前的管路上，跨线管路的另一端设置在所述硫化回路中氮气压缩后与换热前之间的管路上。3.根据权利要求1或2所述的天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺，其特征在于所述还原回路中所述的冷却分液系统后序的管路上还设有放空管路，该放空管路上设有控制还原回路放空量从而控制还原回路中的压力和氢气浓度的放空调节阀；所述硫2CCNN110221918502219194A权利要求书2/2页化回路中的冷却分液系统后序的管路上也设有放空管路，该放空管路上设有能控制放空量从而使所述的硫化回路上的压力低于所述还原回路上压力的放空调节阀。4.根据权利要求3所述的天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺，其特征在于所述硫化回路的压力低于所述还原回路的压力1～2kg/cm2。5.根据权利要求3所述的天然气蒸汽转化制氢装置开车时的催化剂活化工艺，其特征在于所述硫化回路中的冷却分液系统包括相互串联的开工冷却器和开工分离器。3CCNN110221918502219194A说明书1/4页天然