专利名称：一种硫回收催化剂的装填方法
技术领域：
本发明是一种硫回收催化剂的装填方法，属于从包括气态硫化物的气态含硫化合物中制备硫的方法。适用于石油炼制和天然气加工装置工艺中的脱硫工段的单质硫回收。
背景技术：
石油炼制和天然气加工装置工艺中，硫磺回收装置进料酸性气中或多或少存在一定烃类杂质气体，主要为芳烃、高分子量烃等。现有技术中，硫磺回收装置一般设计要求酸性气中烃含量小于4% (V)。但是，由于原料来源、操作条件等因素影响，硫回收装置进料酸性气中烃类含量常常高于4% (V)的指标，有时甚至达到30%。硫磺回收装置进料酸性气中，烃的存在会增加制硫炉内有机硫的生成量，影响硫的转化率；如配风量不足，没有完全反应的烃类则会在催化剂上形成积炭，使催化剂失活，并产生黑硫磺，对装置正常运行造成影响。目前，在高含烃酸性气硫回收装置中，选用的硫回收催化剂均为氧化铝基、氧化钛基或负载铁的氧化铝基常规催化剂，这些催化剂抗积炭能力差，失活快，运行周期短，甚至会造成硫磺回收装置的非计划停工，影响整个炼油厂的运行。CN200810238373. 7公开了一种制硫催化剂的选用和装填方法，设置三级制硫反应，一级转化器上部装填Im3的PSR-41，下部装填2m3的PSR-31 ;二级转化器上部装填I. Im3的PSR-41，下部装填2. Im3的PSR-31 ;三级转化器上部装填I. 6m3的PSR-41，下部装填I. 6m3的PSR-31。该级配方案中使用的PSR-31催化剂为钛基催化剂，存在强度差的缺点，影响装置的稳定运行。CN200910018803. 9公开了一种硫磺回收装置的催化剂组合工艺，二级克劳斯反应器之后串接选择性加氢还原反应器、选择性氧化反应器和两台并联的吸附脱硫塔。其中，一级克劳斯反应器上部装填脱漏氧保护型硫磺回收催化剂，下部装填TiO2硫磺回收催化剂；二级克劳斯反应器装填助剂型硫磺回收催化剂；选择性加氢还原反应器装填SO2选择性还原催化剂，该催化剂将SO2选择性还原为单质硫。该级配方案中使用的脱漏氧保护型硫磺回收催化剂强度较差，在装置运行后期容易粉化，催化剂失活快，影响装置运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是I.硫回收催化剂活性差、强度低、易粉化，导致的催化剂失活快、使用寿命短，影响装置正常运行。2.在高含烃酸性气硫回收装置中，催化剂床层积炭，导致的催化剂活性不稳定，装置总硫回收率低，催化剂的运行周期短。本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种适用于高含烃(烃体积含量高于4%)酸性气硫回收装置的催化剂的装填方法。可解决装置硫回收低、催化剂运转周期短的问题，保证装置安全稳定长周期运行。
本发明的目的可以通过如下措施来达到本发明的硫回收催化剂及其装填方法，其特征在于包括两级制硫转化器，一级转化器上部装填钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填常规氧化铝基硫回收催化剂；二级转化器上部装填钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填常规氧化铝基硫回收催化剂。本发明的发明人通过选用适合的催化剂，并采用合理的填装方法。解决了现有技术中存在的技术问题。取得了预想不到的技术效果。从而完成了本发明的任务。本发明的目的还可以通过如下措施来达到本发明的硫回收催化剂的装填方法，所述常规氧化铝基硫回收催化剂及钛铝复合 型硫回收催化剂的物化性质及技术指标如下
技术指标常规氧化铝基硫回收催化剂钛铝复合型硫回收催化剂
外观白色球形土黄色条形
规格/mmΦ4 6Φ4><3 10
强度/N.cm_1>140N/m>200
磨耗，(m/m)1^<0.5<0.5
堆密度/kgT10.65-0.720.9-1.0
比表面积/m'g-1>300>200
孔容/ml.g—1>0.40>0.30
主要成分Al2O3助剂+TiO2+Al2O3。常规氧化铝基硫回收催化剂是一种大比表面积和高强度的氧化铝基克劳斯硫磺回收催化剂。该催化剂具有以下特点(1)催化剂外形为球形，流动性好，易于装卸；(2)孔结构呈双峰分布，大孔较多，有利于气体的扩散；(3)比表面积较大，具有较多的活性中心；
(4)活性高、稳定性好，压碎强度高，为催化剂长周期稳定运转提供了保证。钛铝复合型硫回收催化剂具有以下特点(I)采用氧化铝-氧化钛复合载体及独特的制备工艺，克服了普通氧化铝或氧化钛基催化剂硫酸根含量高，孔容、比表面积小、强度低、磨耗高的缺点；(2)催化剂强度高，具有良好的水热稳定性及抗硫酸盐化能力；(3)催化剂催化活性高、抗积炭能力强，大大优于纯氧化铝和纯氧化钛催化剂，从而延长了催化剂的使用寿命；(4)钛铝复合型硫回收催化剂适用于过程气复杂、工况波动较大的硫磺回收装置，可延长装置的运行周期，消除硫磺回收装置带来的瓶颈制约。为了解决酸性气中烃类气体的影响，本发明选用钛铝复合型硫回收催化剂与常规氧化铝基硫回收催化剂按一定比例级配使用，这可提高硫回收装置的硫转化率，延长催化剂运行周期。本发明的硫回收催化剂的装填方法，所述一级转化器上部装填50% 100%高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填0% 50%高度的常规氧化铝基硫回收催化剂；二级转化器上部装填O % 50%高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填50% 100%高度的常规氧化铝基硫回收催化剂。本发明的硫回收催化剂的装填方法，所述一级转化器上部装填50%高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填50%高度的常规氧化铝基硫回收催化剂；二级转化器上部装填50%高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填50%高度的常规氧化铝基硫回收催化齐U。是优选的技术方案。本发明的硫回收催化剂的装填方法，所述两级制硫转化器中的催化剂高度均为800mm ;在所述一级、二级转化器的上部分别装填400mm高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部分别装填400mm高度的常规氧化铝基硫回收催化剂。是一个优选的技术方案。本发明的硫回收催化剂的装填方法，所述两级制硫转化器中催化剂装填方法是，先在两个转化器的底部分别铺两层不锈钢丝网，不锈钢丝网上部装填高度为150mm的Φ IOmm五孔硬质瓷球，再分别装填床层高400mm的常规氧化铝基硫回收催化剂，上边再分别装填高400mm的钛铝复合型硫回收催化剂。本发明的硫回收催化剂装填方法的应用，其特征在于适用于进料酸性气中烃类气 体体积含量在4 30%之间的硫回收装置，硫转化率> 96%。本发明的硫回收催化剂的装填方法，公开的技术方案相比现有技术有如下积极效果I.提供了一种适用于高含烃酸性气硫回收装置的催化剂的装填方法。2.解决了现有技术中存在的硫回收催化剂活性差、强度低、易粉化，导致的催化剂失活快、使用寿命短，影响装置正常运行的技术问题。3.解决了现有技术中存在的高含烃酸性气硫回收装置中，催化剂床层积炭，导致的催化剂活性不稳定，装置总硫回收率低，催化剂的运行周期短的技术问题。4.在硫回收装置酸性气中烃类气体体积含量为4 30%时，硫回收装置硫转化率彡96%，催化剂使用寿命彡6年。
图I是一级或二级转化器催化剂装填示意图
具体实施例方式本发明下面将结合实施例作进一步详述实施例I本发明应用于某硫回收装置，该装置原料气中烃类气体体积含量为4 30%，高于装置正常设计值。采用中石化齐鲁分公司研究院开发的常规氧化铝基硫回收催化剂与中石化齐鲁分公司研究院开发的钛铝复合型硫回收催化剂复合填装，本发明催化剂级配方案如下两级制硫反应器中的催化剂高度均为800mm ;在一级转化器上部装填400mm高度的钛铝复合型多功能硫回收催化剂，共计20t，下部装填400mm高度的常规氧化铝基硫回收催化剂，共计14t ;二级转化器催化剂装填方案与一级转化器相同。两个转化器的催化剂装填方法相同，即先在两个转化器的底部铺两层不锈钢丝网，不锈钢丝网上部装填高度为150mm的(plOmm五孔硬质瓷球，再装填床层高约400mm的常规氧化铝基硫回收催化剂，上边再装填高约400_的钛铝复合型多功能硫回收催化剂，具体见图I。硫回收装置使用该级配方案，总硫转化率可达到96%以上，催化剂寿命可达到6年以上，可满足装置正常检修需要。该装置未采用本发明的技术方案时，在一级转化器和二级转化器全部装填国内某品牌氧化铝基催化剂。在相同装置运转条件下，装置总硫转化率为95%，催化剂寿命仅为3
年。·
权利要求
1.一种硫回收催化剂的装填方法，其特征在于包括两级制硫转化器，一级转化器上部装填钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填常规氧化铝基硫回收催化剂；二级转化器上部装填钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填常规氧化铝基硫回收催化剂。
2.根据权利要求I的硫回收催化剂的装填方法，其特征在于所述常规氧化铝基硫回收催化剂及钛铝复合型硫回收催化剂的物化性质及技术指标如下 技术指标常规氧化铝基硫回收催化剂钛铝复合型硫回收催化剂 外观白色球形土黄色条形 规格/mmΦ4 6Φ4><3 10 强度/N.cm_1>140N/m>200 磨耗，(m/m)1^<0.5<0.5 堆密度/kgT10.65-0.720.9-1.0 比表面积/m'g-1>300>200 孔容/ml.g—1>0.40>0.30 主要成分Al2O3助剂+TiO2+Al2O3。
3.根据权利要求I的硫回收催化剂的装填方法，其特征在于所述一级转化器上部装填50% 100%高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填0% 50%高度的常规氧化铝基硫回收催化剂；二级转化器上部装填0% 50%高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填50% 100%高度的常规氧化铝基硫回收催化剂。
4.根据权利要求2的硫回收催化剂的装填方法，其特征在于所述一级转化器上部装填50%高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填50%高度的常规氧化铝基硫回收催化剂；二级转化器上部装填50 %高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填50 %高度的常规氧化铝基硫回收催化剂。
5.根据权利要求I的硫回收催化剂的装填方法，其特征在于所述两级制硫转化器中的催化剂高度均为800mm ;在所述一级、二级转化器的上部分别装填400mm高度的钛铝复合型硫回收催化剂，下部分别装填400mm高度的常规氧化铝基硫回收催化剂。
6.根据权利要求I的硫回收催化剂的装填方法，其特征在于所述两级制硫转化器中催化剂装填方法是，先在两个转化器的底部分别铺两层不锈钢丝网，不锈钢丝网上部装填高度为150mm的Φ IOmm五孔硬质瓷球,再分别装填床层高400mm的常规氧化招基硫回收催化齐U，上边再分别装填高400mm的钛铝复合型硫回收催化剂。
7.权利要求I的硫回收催化剂装填方法的应用，其特征在于适用于进料酸性气中烃类气体体积含量在4 30%之间的硫回收装置，硫转化率> 96%。
全文摘要
本发明是一种硫回收催化剂的装填方法，属于从包括气态硫化物的气态含硫化合物中制备硫的方法。适用于石油炼制和天然气加工装置工艺中的脱硫工段的单质硫回收。包括两级制硫转化器，一级转化器上部装填钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填常规氧化铝基硫回收催化剂；二级转化器上部装填钛铝复合型硫回收催化剂，下部装填常规氧化铝基硫回收催化剂。提供了一种适用于高含烃酸性气硫回收装置的催化剂的装填方法。在硫回收装置酸性气中烃类气体体积含量为4～30％时，硫回收装置硫转化率≥96％，催化剂使用寿命≥6年。
文档编号C01B17/04GK102951614SQ201110255438
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者刘爱华, 刘剑利, 达建文, 陶卫东, 许金山, 刘增让 申请人:中国石油化工股份有限公司