導語：化工企業(yè)變換催化劑中毒原因分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對某化工企業(yè)先后出現(xiàn)的耐硫?qū)挏?a href="http://828857.com/lunwen/gylw/huagongqiyelunwen/201811/685430.html" target="_blank">變換催化劑快速中毒失活現(xiàn)象，通過對失活催化劑進行檢測分析認為是氯含量高引起。經(jīng)過排查，推斷為原料煤中有機注漿材料中的有機氯導致催化劑中毒，并建議通過減少有機注漿材料用量、加強原料煤篩選、加強工藝水檢測、加強管理等手段進行應對。

關鍵詞：變換催化劑；中毒；氯

1分析原因

問題出現(xiàn)后，該企業(yè)多次更換部分催化劑并試用了不同廠家的同類催化劑，均出現(xiàn)了催化劑快速中毒的現(xiàn)象。在排除了催化劑本身的質(zhì)量因素后，該企業(yè)對中毒催化劑進行了分析化驗?；灲Y(jié)果表明，中毒催化劑中的氯含量為1．56％，遠遠超出了正常值（10×10－6），其他組分含量正常。氯有未成鍵孤對電子，并有很大的電子親和力，易與金屬離子反應，造成催化劑活性組分流失、孔道阻塞或結(jié)構(gòu)破壞，導致催化劑中毒。氯還具有很高的遷移性，常隨工藝氣向下游遷移，造成催化劑全床層性中毒。在實際生產(chǎn)中，氯引起的“累積效應”常造成各種催化劑中毒據(jù)此推斷，該公司的變換催化劑失活是由于系統(tǒng)中的氯含量過高。

2排查來源

為明確中毒原因，查明中毒來源，該企業(yè)變換催化劑中毒的氯的來源開展排查。原料氣中氯的來源主要有原料煤、工藝水和空氣這3個途徑。

2．1排查原料煤

原料煤中氯元素以無機和有機兩種形式存在，無機氯在造氣過程中會隨爐渣或造氣循環(huán)水排出系統(tǒng)，不會進入變換工段，理論上不會導致變換催化劑中毒。有機氯在造氣爐干餾段（300℃）內(nèi)由固態(tài)變成氣態(tài)，由于有機物不溶于水，不能被造氣冷卻水洗滌脫除，就隨粗煤氣進入到了變換工段。變換工段溫度、壓力升高，在H2氛圍和金屬氧化物存在的條件下，有機氯與H2發(fā)生取代反應，將有機氯化物轉(zhuǎn)化成無機氯，主要是氯化氫。氯化氫與催化劑中的金屬離子反應，導致催化劑中毒失效。

2．1．1煤質(zhì)

我國煤中氯含量一般較低，通常都在0．101％～0．120％，晉城礦區(qū)的煤屬于特低氯煤。此次事件中該企業(yè)使用的原料煤主要是來自B、C、D、E4個礦井。煤炭科學研究總院（北京煤化工分院）2014年對其進行過取樣測定，這4個礦井的塊煤平均含氯量。井的煤本身含有的氯元素較少，遠低于上述標準。

2．1．2原煤生產(chǎn)

自2015年起，B、D礦商品塊煤的生產(chǎn)工藝進行了改進和調(diào)整，在原煤生產(chǎn)過程中為加固頂板，確保生產(chǎn)安全，使用了有機注漿材料。有機注漿材料是一種有機合成高分子材料，遇水或反應時發(fā)生膨脹，發(fā)泡生成多元網(wǎng)狀密彈性體，注入煤層時可將裂縫充填，在原煤生產(chǎn)過程中工作面遇構(gòu)造時用來對煤層和頂板進行加固，凝固后呈大塊琥珀狀，不易破碎。其中的阻燃劑中含有有機氯元素，其氯元素含量為3．25％～3．75％。由于其密度與水相似，不能通過洗選除去，加之其用量不穩(wěn)定，在商品煤中分布不均勻，局部集聚，可能導致催化劑氯中毒。

2．1．3洗選

洗選過程使用的煤泥水處理藥劑中含有氯元素，主要為堿式氯化鋁（聚合氯化鋁），在煤泥水處理環(huán)節(jié)使用，隨煤泥大量排出，在循環(huán)清水中殘留較少，且為無機態(tài)氯，理論上不會進入變換系統(tǒng)導致催化劑中毒。

2．1．4運輸

根據(jù)環(huán)保要求，煤炭運輸必須使用抑塵劑進行噴涂處理，抑塵劑中可能含有氯化鈣和氯化鎂成分，為無機態(tài)氯，理論上不會進入變換系統(tǒng)導致催化劑中毒。綜上所述，無煙煤本身氯含量很低；洗選、運輸過程中帶入的氯含量很少，且為無機態(tài)；而原煤生產(chǎn)時使用的有機注漿材料中含有有機氯可能會造成變換催化劑中毒。

2．2排查工藝水

經(jīng)檢測，原水、化學水、鍋爐給水、蒸汽冷凝液各項指標均合格，推斷進入變換系統(tǒng)的蒸汽中沒有過量的氯元素。在當前環(huán)保形勢嚴峻、零排放呼聲高漲的情況下，減少或禁止循環(huán)水的排放可能會造成氯離子的累積，影響循環(huán)水的洗滌溶解效果，使系統(tǒng)中的無機氯離子不能隨循環(huán)水帶走而留在系統(tǒng)中，對變換系統(tǒng)催化劑造成影響。

2．3排查大氣

有文獻報道稱，大氣中的氯也可能通過空氣壓縮機進入系統(tǒng)中。例如，遼寧錦天化公司低變催化劑氯中毒，經(jīng)過調(diào)查，導致催化劑失活的主要原因是氯中毒，來源是由原料空氣帶入。該企業(yè)經(jīng)排查未發(fā)現(xiàn)空氣組分異常情況。

2．4排查結(jié)果

綜上所述，此次造成變換催化劑中毒的氯來自于原煤生產(chǎn)過程中加入的有機注漿材料，其含有的有機氯在氣化爐中釋放出來，由于其不溶于水不能被洗滌水洗脫而進入變換工段，在催化劑和氫氣作用下反應生成HCl，與催化劑中的金屬離子反應造成中毒失活。

3結(jié)論及建議

變換技術作為煤化工生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，無論是傳統(tǒng)煤化工還是現(xiàn)代煤化工，都是不可或缺的。催化劑的使用壽命是制約變換工藝穩(wěn)定運行和運行成本的最重要的一個環(huán)節(jié)。此次變換催化劑的中毒事件不僅影響全系統(tǒng)的連續(xù)正常運行，還造成了巨大的經(jīng)濟損失，為防止此類事件的再次發(fā)生，需從以下幾點入手，協(xié)同保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3．1更換注漿材料

建議將有機注漿材料更換為無機材料或復合注漿材料，另外，在不影響井下安全生產(chǎn)的前提下，通過提前預加固等途徑盡量減少有機注漿材料的用量。

3．2嚴格把控入廠原料煤煤質(zhì)

由于有機注漿材料呈琥珀大塊狀，分布極其不均勻，在原料煤取樣分析時可能沒取到，不能及時發(fā)現(xiàn)原料煤的問題。應通過增加原料煤篩分，加強人工巡查等方式，及時將大塊狀注漿料進行分揀。

3．3加強循環(huán)水水質(zhì)化驗

增加循環(huán)水中氯含量檢測頻次，嚴格控制氯離子含量，必要的情況下增加膜分離裝置對氯離子進行脫除。

3．4加強各工段各環(huán)節(jié)的管理

引起催化劑中毒的原因很多，包括操作不當引起的系統(tǒng)溫度增高、氧含量增高及帶水、帶灰、帶油等。必須加強管理，嚴格按照規(guī)程進行操作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免對催化劑造成影響。

參考文獻：

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［3］張曉暉．低變催化劑中毒原因分析與對策［J］．化肥設計，2014，6（3）：50－54．

作者:潘攀 朱偉娜 楚可嘉 單位:晉煤集團煤化工研究院