[其他]中温变换催化剂卸出及回用的方法

说明书

本发明涉及烃类水蒸汽转化制氢过程中，中温变换催化剂不钝化卸出，并重新投用的方法。

中温变换反应器是烃类水蒸汽转化制氢的关键设备之一，其作用是在催化剂存在下，将转化气中的一氧化碳与水蒸汽发生反应，变换成二氧化碳和氢气。

中温变换催化剂是Fe-Cr活性态（还原态）的氧化物（呈黑色）使用寿命通常为三年，按以往的做法，催化剂卸出前，必须予先钝化，即往催化剂床层同时通入空气和蒸汽。由于钝化过程是剧烈的放热反应，在绝大多数情况下，不能有效地进行钝化，甚至发生剧烈的氧化超温，温度高达600℃以上，致使中温变换反应器内的构件（如大梁、网格）因过热而损坏。

更值得重视的是，在某些情况下，不是在催化剂的使用后期，才从反应器内取出催化剂，而是在催化剂使用初期或中期，即催化剂还具有较高活性的时候，由于设备和（或）操作上的原因，必须将催化剂从反应器内卸出。最常见的有两种情况，一是反应器内衬里发生裂纹，使筒体温度超高，危及反应器的安全运转;另一种情况是在运转过程中催化剂碎裂形成的粉尘太多，堵塞催化剂床层，使转化气通过床层的压降太大。这时必须将催化剂卸出过筛，去除粉尘后，方可装填使用。但是，由于钝化工艺难于掌握，在多数情况下，这些昂贵的，本来还可继续使用的催化剂只好作为工业废料弃去。

本发明的特点在于：认为有必要从中温变换反应器内取出催化剂时，无需予先进行钝化，而是直接进行冷氮循环降温，待床层温度降到70°～20℃之间，直接从反应器中卸出。原则上氮气冷却降温后的温度愈低愈安全，但从缩短处理时间和费用的角度来看，温度降低到30°～45℃就可以了。

催化剂从反应器内卸出后，暴露在有一定保护设施的大气中，即是说，将其平铺在不受灰尘、雨水污染的工棚内。原则上厚度越薄越好。但为了有效地利用工棚面积。在环境温度20℃时，厚度一般在15厘米。根据冬、夏大气温度的差异可适当增减。即是说，当气温低于10℃时，厚度可增加到15～25厘米，气温在30～40℃时，厚度宜在10厘米左右。

在处理过程中，控制上述的催化剂厚度是十分重要的。如果气温较高，催化剂铺得又较厚，那就会因催化剂内部的热量不易散发出去而导致剧烈的氧化，从而使催化剂失去重复使用的价值。

卸出的催化剂经过筛后，装填到用氮气置换后的反应器内，即可投入运行。

本发明的经济效益在于：使那些由于某种原因卸出的，仍具有较高活性的催化剂进行回收，继续使用;由于催化剂可在活化态的状态下卸出，因而省去了停工时钝化，开工时活化等步骤，缩短了开停工时间;节约了能源消耗，降低了生产成本。

本发明所述的处理方法适用于诸如炼油厂和氮肥厂烃类水蒸汽转化制氢装置的中温变换催化剂的卸出、回收和装填。

〔应用实例〕荆门炼油厂制氢装置的中温变换反应器内装商品名称C6的Fe-Cr中变催化剂54吨，新装入的催化剂运转了565天。在催化剂还具有较高活性的情况下，由于反应器隔热衬里出现裂纹，需要将催化剂卸出以进行修复。催化剂的处理步骤包括：将还处于活性态的催化剂C6循环降低到40℃后，将催化剂卸出，平铺于防尘土和雨水的工棚内，当时环境温度15℃，铺的厚度为15厘米。在大气中暴露了18天，待中变反应器衬里修复完毕后，将前述的使用过、但还处于活性态催化剂经过筛装桶，然后吊装装填至中变反应器内。这次试验的数量为5吨，大气中暴露20天后活性态的Fe₂O₄仍高达79.29%，填装时新的C6催化剂装在下部，重复使用的C6装在上部，经氮气置换后一起升温还原，目前已运转362天，情况一直良好，这种混装催化剂与新鲜催化剂在性能上没有明显差别。详细数据如表所列。