(南化集团研究院,江苏 南京210048)
[摘 要]在催化剂的科研、开发和生产中,离不开实验室对催化剂的催化性能进行评价的工作。本文在分析CO低温变换催化剂工业使用条件的基础上,提出了一种加压活性测定方法,并对该方法的可靠性进行了验证。
[关键词]低温;变换;催化剂;加压;活性;试验
[中图分类号] TQ 113.26+4[文献标识码]A[文章编号] 1004-9932(2013)01-0057-03
在合成氨及制氢工业中,低温变换作为气体净化的一部分被串联在中温变换之后。经过中温变换后的气体中CO含量在3%左右,再经低温变换,CO含量可降至0.4%甚至更低,这样可提高H2产率,并减轻精制工序的负担。生产实践证明:低温变换出口气体中CO含量每降低0.1%,H2或NH3的产率可增加1.1%~1.6%[1]。可见,低变催化剂性能的好坏直接影响着制氢、制氨厂的经济效益,因而考量其性能的活性试验方法的合理性就显得尤为重要。本文结合工厂使用的实际情况,提出了一种实验室条件下的铜系低变催化剂加压活性试验的方法。
1 试验方法的建立
1.1 试验流程
以铜为活性组分的低变催化剂遇硫、氯等易中毒而失去活性,而目前活性测定所用的原料气大多用工厂气配制,不同程度地含有硫和不饱和烃等有害杂质,故在试验装置中必须增设脱硫剂或分子筛、硅胶等脱附剂来脱去这些对催化剂活性测定有影响的杂质。低变催化剂加压活性试验的流程如图1所示。
1.2 试验条件的选择
我国催化剂的实验室活性评价大多采用碎粒度的微型反应器。采用这样少装量的反应器的优点是操作简单、稳定,对反应温度的变化敏感,也很少出现气体分布的问题;缺点是只反映了催化剂的本征状态,而且由于装量少,代表性差,对催化剂质量好坏的分辨能力也差。
原粒度管式反应器的优点是与工业反应器比较接近,更能反映催化剂工业使用的实际状况;缺点是投资大,试验用气量也大,导致试验成本较高。为模拟催化剂的工业应用状况,实验室条件下采用原粒度管式反应器。低变催化剂的规格一般为φ5 mm ×5 mm,按照反应器直径应为催化剂直径的6~12倍、催化剂的床层高度应为反应器直径的2.5~3倍这一要求[2],选用反应器的内径为32 mm。