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四川蜀泰化工科技有限公司

  

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對(duì)制氫轉(zhuǎn)化催化劑的影響因素分析及對(duì)策

發(fā)布時(shí)間:2020-01-17 09:07

前言

        近年來各種制氫裝置開工運(yùn)行數(shù)量不斷增加,尤其是輕烴水蒸氣制氫裝置在已開工的各種制氫 裝置中占得比例較高。在日常生產(chǎn)中,影響輕烴水蒸氣制氫裝置正常運(yùn)行的因素很多,破壞性也很 大。轉(zhuǎn)化單元作為輕烴水蒸氣制氫裝置的核心,各種條件的變化最直接的影響對(duì)象就是轉(zhuǎn)化催化劑。 本文對(duì)能夠影響輕烴水蒸氣制氫轉(zhuǎn)化催化劑的使用效果和壽命的因素進(jìn)行分析并提出相應(yīng)對(duì)策(下 面以洛陽石化輕烴水蒸氣制氫裝置為例)。

1   裝置簡介

        制氫裝置主要有原料的預(yù)加氫、原料脫毒、輕烴水蒸汽轉(zhuǎn)化、中溫變換、余熱回收以及中變氣 的PSA氫氣提純 、產(chǎn)品氫升壓等部分組成。主要工藝流程見圖1。


        輕烴水蒸氣制氫原料經(jīng)預(yù)加氫、脫毒凈化后,烯烴<1(v)%,無機(jī)硫、氯離子含量均≤0.5μg/g,防止后序轉(zhuǎn)化劑的積炭,硫、氯中毒。 脫硫后原料進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐,經(jīng)過裝有轉(zhuǎn)化催化劑的176 根爐管,在反應(yīng)溫度450~900 ℃,反應(yīng)壓力為1.5~3.0 MPa,水蒸氣與原料的H2O/C摩爾比為2.5~6的條件下,進(jìn)行轉(zhuǎn)化反應(yīng),得到含氫氣體70(v)%~80(v)%,甲烷3(v)%~6(v)%、CO 3(v)%~8(v)%、CO2 10(v)%~15( v)%左右的轉(zhuǎn)化氣,轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)中溫變換反應(yīng)將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為CO2 與H2,使中變氣中CO<3(v)%。中變氣在溫度≤45 ℃,壓力2.0~2.5 MPa,進(jìn)入PSA變壓吸附單元, 經(jīng)提純后能得到純度≥99.9%、CO+ CO2≤20 μg/g的工業(yè)氫,PSA解析氣作為燃料送至轉(zhuǎn)化爐燃燒。

2   影響輕烴水蒸氣轉(zhuǎn)化的因素分析及對(duì)策

        輕烴水蒸氣制氫所用的轉(zhuǎn)化催化劑種類較多,以洛陽石化制氫裝置為例,其所使用的轉(zhuǎn)化劑為 齊魯分公司研究院研制和生產(chǎn)的Z417/Z418型組合催化劑。Z417催化劑含有堿金屬抗積炭助劑,用 于轉(zhuǎn)化管上段,Z418用于轉(zhuǎn)化管下段。該組催化劑具有更高的轉(zhuǎn)化活性和良好的抗積炭性能,異型 化設(shè)計(jì)使轉(zhuǎn)化劑床層阻力更低,表觀活性更好,適用于干點(diǎn)低于180 ℃的液態(tài)烴和煉廠干氣的轉(zhuǎn)化。 各種工藝條件的變化會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)化劑帶來較大的影響,下面就可能影響輕烴水蒸氣轉(zhuǎn)化劑的各種因素進(jìn) 行深入的分析和探討。

2.1 原料的影響

2.1.1 轉(zhuǎn)化催化劑對(duì)原料的質(zhì)量要求

        作為烴類水蒸氣轉(zhuǎn)化制氫的原料,其所含的硫、氯、砷等雜質(zhì)會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑的活性和壽命影 響非常明顯。硫含量:<0.2 μg/g,短期允許到0.5 μg/g;原料中的硫化物能與轉(zhuǎn)化劑中的鎳生 成硫化鎳,使轉(zhuǎn)化催化劑活性下降。嚴(yán)重的硫中毒導(dǎo)致催化劑積炭、造成爐管局部過熱、甚至使?fàn)t 管報(bào)廢。氯含量:<0.2 μg/g,短期允許到0.5 μg/g;氯化物對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑的影響與硫相似。砷 含量:<5 μg/g;砷中毒是不可逆的,微量的砷就會(huì)使轉(zhuǎn)化劑中毒。烯烴含量:<1(v)%;烯烴 極易使轉(zhuǎn)化劑積炭。芳烴含量:<13(v)%;芳烴含有穩(wěn)定的苯環(huán),在轉(zhuǎn)化過程中不易斷開,容易 在轉(zhuǎn)化爐的高溫區(qū)裂解積炭。環(huán)烷烴含量:<40(v)%;對(duì)于高級(jí)烴的轉(zhuǎn)化,異構(gòu)烷烴最容易,直 鏈烷烴其次,環(huán)烷烴雖然比芳烴容易轉(zhuǎn)化,但比直鏈烷烴難于轉(zhuǎn)化,為此原料中環(huán)烷烴含量過高也 會(huì)造成轉(zhuǎn)化過程積炭。輕油干點(diǎn):<180 ℃;原料餾程中最主要的是終餾點(diǎn)指標(biāo),對(duì)于轉(zhuǎn)化過程, 要求餾程分布均勻,有些油品終餾點(diǎn)雖然不高,但輕組分很少,餾份都集中在較高餾出溫度處,容 易造成裂解過程過于集中而引起積炭。制氫原料相對(duì)密度一般小于0.76。相對(duì)密度越大,說明油品 越重,轉(zhuǎn)化過程中積炭趨勢越大,對(duì)催化劑造成的損害越大,不利于裝置的長周期安全運(yùn)行。

2.1.2 進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐前的原料預(yù)處理

        作為制氫原料分為:氣體原料和液體原料。氣體原料主要有加氫干氣、焦化干氣、芳烴氣、重 整干氣等。氣體原料中存在較大量的上述毒物,會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑的活性及壽命造成極大傷害,因此 在進(jìn)轉(zhuǎn)化爐之前,必須對(duì)原料氣進(jìn)行預(yù)處理,使其組份達(dá)到轉(zhuǎn)化催化劑的使用要求。



表1  原料氣脫硫前后組份對(duì)比

組成

加氫

脫硫前
干氣
脫硫后
重整干氣
脫硫前

焦化

脫硫前
干氣
脫硫后
芳烴氣體
H2,(v)%
70.94

71.3

84.7

7.51

8.2
79.26
CH4,(v)%

8.4

8.6

4.27
62.56

63

5.05
乙烷,(v)%

5.46

6.9

3.66

20.2

20.4
12.89
乙烯,(v)%

0

0

0

2.3

2.6

0

丙烷,(v)%

5.2

5.5

2.3

0.79

1.6
1.97
丙烯,(v)%

0

0

0

0.68

0.7

0

異丁烷,(v)%

0.7

1.5

0.63

0.1

0.11
0.12
正丁烷,(v)%

0.99

1.8

0.57

0.06

0.2
0.11
丁烯-1,(v)%

0

0

0

0.04

0.12

0

異丁烯,(v)%

0

0

0

0.06

0.08

0

C5 及以上,(v)%

0.98

2.1

2.5

0

0.002
0.6
CO,(v)%

0

0

0

0.2

0.5

0

CO2,(v)%

0

0

0

0

0.08

0

                            H2S/(μg·g -1)              60 200                  1.01             12 750           19  312            3.9                  -

                             HCL/(μg·g-1)                    1                          1                     -                     1                        1                     -

        

        從表1可以看出,加氫干氣無不飽和烴、含氫量高、硫含量高,如果作為單一原料,高含量的氫氣在轉(zhuǎn)化爐內(nèi)跑損,能耗損失大。焦化干氣中含有一定量的烯烴,必須經(jīng)過加氫飽和后方能進(jìn)入 轉(zhuǎn)化單元,否則會(huì)造成轉(zhuǎn)化劑積炭,其高含量的甲烷若與加氫干氣混合使用產(chǎn)氫量會(huì)較高。重整干 氣中飽和烴含量高,含氫量高,也是較好的制氫原料。芳烴氣體中含氫量高,是較好的制氫原料。 原料中的硫含量偏高,需先經(jīng)過濕法脫硫后將總硫降至50 μg/g以下,再經(jīng)有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化, 氧化鋅脫硫后方能作為轉(zhuǎn)化原料。從表1可以看出,經(jīng)濕法脫硫后,原料氣中的硫含量還是比較低的,但對(duì)于硫化態(tài)的有機(jī)硫加氫催化劑可能存在失硫的問題,會(huì)降低催化劑的活性。 原料氣中的硫往往與濕法脫硫效果有關(guān)系,在原料氣量增大、硫含量增加、貧溶劑量及濃度發(fā)

        生變化時(shí),要及時(shí)跟蹤調(diào)整,避免脫硫后的原料氣中的硫超標(biāo)。長期大幅度的超標(biāo),會(huì)造成氧化鋅 脫硫劑硫容穿透,縮短氧化鋅脫硫劑的使用周期,不僅增加裝置成本,大量的硫穿透后還會(huì)毒害轉(zhuǎn) 化催化劑及中變催化劑,造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

        原料中的烯烴可以在加氫過程中飽和。1%(mol)的烯烴加氫反應(yīng)放出的熱量可以使原料氣溫度 上升20~30 ℃。在實(shí)際生產(chǎn)中,考慮到加氫反應(yīng)器的熱損失,實(shí)際溫升約為18~22 ℃.

        進(jìn)料中如果含有CO+CO2會(huì)產(chǎn)生大量溫升,是由于CO+CO2在加氫反應(yīng)器床層會(huì)發(fā)生甲烷化反應(yīng), 進(jìn)料中含有1%(mol)的CO+CO2就會(huì)造成反應(yīng)器床層60~70 ℃的溫升。焦化干氣中往往會(huì)帶入一定 量的CO+CO2,在停工過程中,裝置改循環(huán)也會(huì)使中變氣中的CO+CO2帶入加氫反應(yīng)器,造成催化劑飛 溫,燒壞反應(yīng)器和催化劑,會(huì)使原料在催化劑表面結(jié)焦,降低催化劑活性。

        一般可以作為制氫的液體原料包括輕石腦油、石腦油、抽余油、拔頭油。制氫液體原料的擇優(yōu) 順序?yàn)椋焊牲c(diǎn)70~80 ℃的直餾石腦油(重整拔頭油)、窄餾分重整抽余油、干點(diǎn)146 ℃的全餾分直餾汽油、加氫石腦油。石腦油是最難凈化的制氫原料,它常含有一定數(shù)量的二硫醚、硫醇、硫醚、 四氫噻吩、噻吩等有機(jī)化合物。其含噻吩、苯并噻吩類有機(jī)物難以開輕開環(huán)。表2是用于制氫原料 的典型輕石腦油性質(zhì)。

                                                              表2  用于制氫的典型石腦油原料

項(xiàng)目

抽余油
直餾輕油
重整拔頭油
常頂輕油
石腦油 A
石腦油 B
初餾點(diǎn)/℃

41

44

39

39

57

60

50%/℃
101

95

58

114

110

149

終餾點(diǎn)/℃
177

124

103

166

181

199

主要組分
C6~C8
C5~C8

C5~C7

C6~C9

C6~C10
芳烴,%
0.6
13.35

0.07

9.21

12

13.08
烯烴,%
1.5

0.72

-

-

0.16
0.43
相對(duì)密度
0.694
0.707

0.664

0.7245
0.723
0.752
C/H(質(zhì)量比)
5.6

5.91

5.25

5.63

5.8

5.98
含硫量/(μg·g-1)

12

14.3

-

70

56

150

2.2 其他影響因素及對(duì)策

        在整個(gè)輕烴水蒸氣制氫工藝過程中,除了原料對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑的影響,其他因素對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑的 活性、積炭及壽命同樣有著明顯的影響。

2.2.1 積炭

        輕烴水蒸氣轉(zhuǎn)化過程,在一定的水碳比之下,“結(jié)炭”反應(yīng)是必然發(fā)生的熱力學(xué)過程,良好的 抗積炭性能催化劑和相應(yīng)的工藝條件,可以減少積炭,保證正常運(yùn)行?!胺e炭”可以理解為動(dòng)力學(xué) 結(jié)果,當(dāng)總的結(jié)炭反應(yīng)速度大于消炭速度時(shí)產(chǎn)生了炭的積累。

        積炭的發(fā)生一般是由于催化劑裝填不均勻,水碳比失調(diào),負(fù)荷增加,原料性質(zhì)變重,催化劑中 毒或被鈍化,活性或抗積炭性能下降,轉(zhuǎn)化溫度或壓力的大幅度等原因引起。積炭發(fā)生后,炭沉積 覆蓋在催化劑表面,堵塞微孔,致使轉(zhuǎn)化過程惡化或爐管出現(xiàn)局部過熱、熱帶、熱管等,導(dǎo)致催化劑破碎粉化而增大床層阻力,縮短轉(zhuǎn)化爐管壽命。轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)積炭和消炭的過程。

2.2.1.1 防止積炭的途徑

(1)選用活性(特別是低溫活性)好,且穩(wěn)定、抗積炭性能好的催化劑。

(2)提高轉(zhuǎn)化催化劑裝填質(zhì)量。在催化劑裝填過程中應(yīng)嚴(yán)格按照“等重量、等高度”的原則, 進(jìn)行裝填,盡可能使各爐管的壓降一致,是原料在轉(zhuǎn)化爐多根爐管內(nèi)均勻分布,避免物料偏流引起 部分爐管物料過多而引起催化劑積炭,另一部分爐管物料過少導(dǎo)致爐管過熱,縮短爐管壽命。

(3)做好催化劑的還原工作,提高催化劑活性。

(4)盡量不要在高空速下操作??账僭酱?,原料在轉(zhuǎn)化催化劑床層停留的時(shí)間越短,反應(yīng)深度 也越差,使轉(zhuǎn)化爐出口殘余甲烷含量升高,轉(zhuǎn)化催化劑積炭增加。

(5)嚴(yán)格控制原料,避免大分子烴類進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐。由于大分子烴類尤其是芳烴和烯烴等積炭傾 向大,對(duì)含有較高芳烴、環(huán)烷烴等的重質(zhì)石腦油,必須謹(jǐn)慎使用。

(6)操作時(shí)要確保入口區(qū)段的轉(zhuǎn)化催化劑處于還原態(tài)。

(7)嚴(yán)格脫除原料烴中的有毒物。

(8)操作中始終保持足夠的水碳比,同時(shí)要避免水碳比出現(xiàn)大的波動(dòng)。切換油、氣時(shí),應(yīng)緩慢 進(jìn)行,避免出現(xiàn)間斷進(jìn)料、進(jìn)料過猛、脈沖進(jìn)料等情況,以保證實(shí)際水碳比的穩(wěn)定。

(9)嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)化爐膛溫度,避免出現(xiàn)大的波動(dòng)。轉(zhuǎn)化爐爐膛溫度下降,會(huì)導(dǎo)致高級(jí)烴往下穿 透,出口甲烷含量上升,并容易引起下段轉(zhuǎn)化催化劑積炭;而轉(zhuǎn)化爐膛溫度超高,很可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)化 催化劑燒結(jié),使催化劑孔結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,活性表面和活性位下降,導(dǎo)致催化劑失活。

(10)提高過熱蒸汽品質(zhì),避免催化劑結(jié)鹽。如果過熱蒸汽長期Na+或SiO2等含量過高,這些雜 質(zhì)隨著蒸汽帶入轉(zhuǎn)化爐,將不可避免地在轉(zhuǎn)化催化劑上結(jié)鹽而覆蓋催化劑的活性中心,或降低催化 劑抗積炭性能,從而使催化劑失活。生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)鍋爐排污,盡量降低Na+等雜質(zhì)。

(11)應(yīng)盡量避免頻繁開、停工。在開停工過程中,水碳比會(huì)長時(shí)間較高,容易使某些轉(zhuǎn)化催 化劑中的抗積炭元素在高水碳比下流失。

2.2.1.2 催化劑積炭后的處理

(1) 轉(zhuǎn)化催化劑積炭不嚴(yán)重時(shí),可以通過降低負(fù)荷、切換輕烴原料在高水碳比的條件下運(yùn)行 一段時(shí)間,如果爐管上部溫度下降,紅管消失,轉(zhuǎn)化出口甲烷含量也逐漸降低,說明消炭措施有效; 如果效果不好,即切除進(jìn)料,建立轉(zhuǎn)化中變氫氣循環(huán),催化劑在還原氣氛中運(yùn)行一段時(shí)間,已達(dá)到 消炭再生的目的。

(2) 轉(zhuǎn)化催化劑嚴(yán)重積炭時(shí),應(yīng)采用氧化-還原的方法處理:建立轉(zhuǎn)化中變系統(tǒng)氮?dú)庋h(huán),轉(zhuǎn) 化中變系統(tǒng)壓力降至1~1.8 MPa,配汽量維持在正常操作時(shí)的30%~50%,控制床層溫度稍低于正常 操作值,運(yùn)轉(zhuǎn)12 h,當(dāng)轉(zhuǎn)化出口的CO2含量高時(shí),在轉(zhuǎn)化入口配入氮?dú)庵脫Q;當(dāng)轉(zhuǎn)化出口的CO2含量 不再升高,出入口的CO2含量相等時(shí),配入氫氣,將水氫比逐步提到3~7左右進(jìn)行催化劑還原,控 制轉(zhuǎn)化爐出入口溫度及床層溫度稍高于正常操作值;分析轉(zhuǎn)化出入口的氫氣含量相等、催化劑不再耗氫時(shí),在此條件下再運(yùn)行8~12 h,還原結(jié)束;如果催化劑積炭嚴(yán)重,導(dǎo)致爐管堵塞,使消炭操 作無法進(jìn)行,只能停工更換催化劑。

2.2.2 轉(zhuǎn)化催化劑的中毒

2.2.2.1 硫中毒

        有機(jī)硫和無機(jī)硫都能使轉(zhuǎn)化催化劑中毒。當(dāng)原料氣中含有氫或水蒸氣時(shí),有機(jī)硫或無機(jī)硫均 能反應(yīng)生成H2S,所以轉(zhuǎn)化催化劑硫中毒和含硫化物的種類無關(guān),中毒的深度只和原料烴中含硫化 合物的總含量有關(guān)。少量的含硫化合物就會(huì)使催化劑的活性下降。硫化氫和鎳的反應(yīng)如下式:

                                                                    3Ni + 2H2S   Ni3 + H2 … (1) 

        如果氣體中H2S超過平衡濃度,催化劑中的鎳就會(huì)被硫化成Ni3S2,如小于平衡濃度則又被還原為鎳。含硫化物的允許濃度也隨催化劑的性質(zhì)、化學(xué)組成、鎳的濃度和制備方法等而變化。如鉑- 銠轉(zhuǎn)化催化劑可以耐硫高達(dá)200 μL/L。

        溫度低于700 ℃時(shí),催化劑硫中毒是不可逆的;高于700 ℃時(shí),是可逆的。鎳發(fā)生硫中毒的 化學(xué)反應(yīng)是放熱的,升高溫度有利于再生脫硫。當(dāng)催化劑中毒經(jīng)較高溫度下再生后,轉(zhuǎn)化率可以 恢復(fù)到中毒前水平,但是催化劑床層的溫度分布不能恢復(fù)原狀,爐管最大熱流強(qiáng)度區(qū)域的管壁溫 度也不能降回中毒前的溫度。另外當(dāng)催化劑中毒后進(jìn)行再生時(shí),其吸附的硫并不能完全釋出,一 般僅能釋出50%左右,這就造成了中毒再生后的催化劑對(duì)硫更敏感。

        轉(zhuǎn)化催化劑被硫毒化的征兆是:爐管出口甲烷含量增加,轉(zhuǎn)化爐出口溫度升高,轉(zhuǎn)化爐管壁 溫度上升,燃料耗量下降,系統(tǒng)阻力增加。發(fā)生催化劑中毒后,會(huì)破壞轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)積炭和脫碳反 應(yīng)的動(dòng)態(tài)平衡,若不及時(shí)消除將導(dǎo)致催化劑床層積炭并產(chǎn)生熱帶。

2.2.2.2 硫中毒后的再生

        輕微的硫中毒可更換干凈的原料,在高水碳比下運(yùn)行,使其恢復(fù)活性,也可以切除原料改為 還原操作條件,使催化劑逐漸放硫以恢復(fù)活性。

        當(dāng)中毒比較嚴(yán)重時(shí),可采用氧化還原的辦法使其再生,具體步驟為:

(1)在接近常壓下用蒸汽氧化催化劑,控制床層溫度稍低于正常操作時(shí)的10%~20%,時(shí)間約6~8 h。

(2)在蒸汽中配入氫氣,使H2O/H2逐漸從20降到3左右,維持2~4 h,進(jìn)行催化劑的還原。

(3)按上述(1)的方法用蒸汽再氧化4~6 h。

(4)按上述(2)的方法操作,然后建立正常的還原條件,再恢復(fù)正常的操作條件。再生過 程中應(yīng)定期分析轉(zhuǎn)化爐出口H2S含量判斷除硫效率。

        當(dāng)催化劑中毒很嚴(yán)重時(shí),就會(huì)引起催化劑積炭,因此必須采用“燒炭”的方法,將積炭和硫 同時(shí)去除,使催化劑再生。方法是:切除原料,用水蒸汽燒炭,蒸汽量為正常操作汽量30~40%, 壓力為1.0 MPa左右。嚴(yán)格控制溫度,不高于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度,出口CO2下降并穩(wěn)定到一個(gè)較低數(shù)值時(shí),則燒炭結(jié)束。必要時(shí),可在水蒸汽中配入少量空氣,但要嚴(yán)格控制氧含量,防止超溫。燒炭 完畢,按重新開工的要求還原催化劑。

2.2.2 氯中毒

        氯元素也會(huì)使鎳催化劑中毒,其作用與硫相似。氯和氯化物使轉(zhuǎn)化催化劑中毒是可逆的,再 生后轉(zhuǎn)化率可恢復(fù),但若大量帶入氯,可使催化劑由于燒結(jié)(生成低熔點(diǎn)的表面化合物)導(dǎo)致催 化劑永久失活。

對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑還原態(tài)的影響因素

        轉(zhuǎn)化催化劑中的鎳在氧化態(tài)對(duì)于烴類轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程是沒有催化活性的,在使用前必須將其中 的氧化鎳還原成金屬鎳。NiO按反應(yīng)式(2)進(jìn)行還原:

                                                                         NiO + H2     Ni + H2O … (2)  

        在首次開工、氧化狀態(tài)下停工后恢復(fù)開工以及正常生產(chǎn)時(shí)催化劑被氧化時(shí),均要進(jìn)行催化劑的還原。一般使用的還原氣體有氫氣和氨。還原時(shí)一般都配入水蒸氣。不管使用哪一種還原介質(zhì),配 入蒸汽后,都應(yīng)使出口H2O/H2小于7.5。配入水蒸氣的原因:

(1)大量水蒸汽能夠提高轉(zhuǎn)化催化劑床層內(nèi)還原氣的流速,對(duì)還原氣在各轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)氣流分 布均勻有促進(jìn)作用,從而可使轉(zhuǎn)化爐內(nèi)熱量分布均勻,對(duì)還原有利。

(2)水蒸氣對(duì)脫除轉(zhuǎn)化催化劑中的少量石墨(制備催化劑的添加劑)等有利。

(3)水蒸氣和氫共同存在時(shí),對(duì)脫除轉(zhuǎn)化催化劑中微量毒物(如含硫化合物)有利。如用干 氫還原難度很難達(dá)到同樣的效果。

(4)還原時(shí)存在水蒸汽可防止開停工時(shí),原料烴漏入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)導(dǎo)致嚴(yán)重積炭。 升高還原溫度會(huì)大大提高還原速度。低于700 ℃時(shí)還原速度較小,在800 ℃左右還原反應(yīng)速度較高。在整個(gè)還原期間,催化劑床層入口溫度要盡可能提高,以利于催化劑充分還原。還原時(shí) 要保證各爐管都達(dá)到還原溫度。

        如果還原時(shí)氣氛控制不當(dāng)或開、停工和處理事故不當(dāng)?shù)?,都能使已還原的催化劑被氧化。氧 化劑可以是水蒸氣或氧氣。還原狀態(tài)的催化劑在高于200 ℃時(shí)和氧氣接觸,會(huì)發(fā)生劇烈的放熱氧 化反應(yīng),在高于400 ℃溫度以上,NiO會(huì)和載體中AL2O3作用生成很難被徹底氧化的鎳鋁尖晶石(NiAL2O4),使得催化劑的活性喪失。首次開工時(shí)的還原時(shí)間,從出口達(dá)800 ℃時(shí)計(jì),約為8~12 h, 短時(shí)間內(nèi)(不超過3 h)內(nèi)被鈍化的催化劑,還原時(shí)間可減至3~6 h。若停工在還原氣氛中進(jìn)行, 重新開工時(shí)只須在還原氣氛中升溫至投料條件即可。

3 結(jié)論

        通過以上分析,可以看出影響轉(zhuǎn)化催化劑使用效果及壽命的因素是很多的。在日常的生產(chǎn)中, 在盡量滿足工藝要求的前提下,要充分掌握原料組成、水碳比、催化劑還原態(tài)等條件的變化可能 對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑的使用造成的影響,并且針對(duì)各種影響采取相應(yīng)措施,更有效的保護(hù)好轉(zhuǎn)化催化劑, 確保制氫裝置安穩(wěn)長運(yùn)行。



參考文獻(xiàn)

1 制氫裝置操作工.北京:中國石化出版社,2007(09)

2 李大東.加氫處理工藝與工程。北京:中國石化出版社2004(12)


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