烃类蒸汽转化制氢技术问答

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制氢技术问答精讲

制氢技术问答精讲

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惠州炼油项目制氢装置技术问答
成分 CH4 C3H8 C5H12 H2 6.
组成(v%) 51.69 6.26 1.39 21.21
成分 C2H6 C4H10 N2 H2O
组成(v%) 16.51 2.89 0.04 0.00
尾气的工况、组成及去向? 尾气压力一般在 0.02MPa~0.05MPa,温度在 30℃左右,去往转化炉做燃料气。 成分 CH4 C3H8 i-C4H10 i-C5H12 n-C7H16 CO2 组成(v%) 13.01 0.769 0.058 0.135 0.129 48.422 成分 C2H6 n-C4H10 n-C5H12 n-C5H14 CO H2 组成(v%) 0.632 0.619 0.042 0.001 8.308 27.36
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惠州炼油项目制氢装置技术问答
应。如甲烷化反应:CO2+4H2→CH4+2H2O。 10. 氢气主要有哪些制造方法? 氢气制造包括两个过程,即含氢气体制造及氢气提纯。根据氢气的用途不同,采用 不同的制造工艺, 得到不同纯度的氢气。 制造含氢气体的原料, 目前主要是碳氢化合物, 包括固体(煤) 、液体(石油、水)及气体(天然气、炼厂气) 。水是制造氢气的另一种 重要原料,可以采用单独从水中制取氢气,如:电解水,也可以用水与碳氢化合物相结 合反应制得氢气。 (1)煤的高温干馏法:即煤在隔绝空气的条件下在焦炉中加热到 900~1000℃,得 到主要产物焦碳,同时,还副产许多炼焦化学产品,如煤焦油、粗苯、氨及焦炉气等。 焦炉气中含有大量氢气,一吨原料煤可得焦炉气(STP)为 300~350m3。焦炉气中氢气占 55~66%( v%)。焦炉气在 20 世纪 50 年代以前是获取氢气的主要来源之一。 (2)部分氧化法:它是以烃类(主要为渣油或焦炭)为原料制取含氢气体的方法之 一。烃类与水蒸汽反应可制得氢气。该反应为强吸热反应,反应所需热量采用由燃烧部 分原料供给,故称之为部分氧化法。当以天然气为原料时,加入不足量的氧气,使部分 甲烷燃烧为 CO2 和 H2O 并放出大量的热。 CH4+2O2=CO2+2H2O+1802 kJ。 在高温及水蒸汽存在下,CO2 及水蒸汽可与未燃烧的 CH4 反应,得到主要产物 CO 及 H2,燃烧所得 CO2 不多,反应为强吸热反应。 CH4+CO2=2CO+2H2-206kJ; CH4+H2O=CO+3H2-247 kJ; 综合上述两个反应式则:CH4+0.5O2→CO+2H2 (3)烃类水蒸汽转化法:该方法是在有催化剂存在下进行的,烃类与水蒸汽反应生 成 CO 和 H2。所用原料主要是天然气,亦可用炼厂气、丙烷、丁烷、液态烃、轻石脑 油和重整拔头油,其与水蒸气反应生成 CO 和 H2。或者先经过预转化反应把烃类分解 成甲烷,再与水蒸气反应生成 CO 和 H2。 (4)炼厂低浓度氢气回收:炼厂气来源于各石油加工过程,在石油炼制过程中副产 气中含有不同浓度氢气组分,如催化裂化、热裂化、焦化、加氢裂化及催化重整等过程 产生的含氢气体,经过提纯之后可得到氢气。

制氢装置原料部分技术问答分解

制氢装置原料部分技术问答分解

制氢装置原料部分技术问答1.什么是催化剂?催化作用及特征?在化学反应中能改变反应速度而本身的组成和重量在反应前后保持不变的物质为催化剂。

催化作用是改变化学反应的途径,反应过程催化剂参与反应,本身不发生质的变化。

催化作用不能改变化学平衡状态,可缩短达到平衡的时间。

催化剂能改变反应温度、提高催化作用的选择性。

催化剂可以使相同的反应物朝不同的方向反应生成不同产物。

一种催化剂在一定的条件下只能加速一种反应。

例如CO和H2分别使用铜和镍两种催化剂,在相应的条件下分别生成CH3OH和CH4+H2O。

2.什么是催化剂活性?活性的表示方法衡量一个催化剂的催化效能采用催化剂活性表示。

催化活性是催化剂对反应速度的影响程度,是判断催化剂效能高低的标准。

催化剂的活性,工业上常用转化率来表示。

表示方法为:在一定反应条件下,已转化掉的反应物的量(n’A)占原料量(n A o)的百分比公式XA(转化率)=(n’A)/(n A o)×100%例题原料气量:1500NM3/h 转化炉出口甲烷含量4.5% 转化气量:6000Nm3/h 求:转化率6000NM3/h×4.5%=270Nm3/h1500NM3/h - 270NM3/h=1230NM3/h1230NM3/h÷1500NM3/h×100%=82%3.什么是催化剂的选择性?当化学反应在热力学上可能有几个反应方向时,一种催化剂在一定的条件下只对其中的一个反应起加速作用,这种专门对某一个化学反应起加速作用的性能,称为催化剂的选择性。

催化剂的选择性取决于本身组分结构和反应条件。

4.什么是催化剂失活?催化剂在运行中,积炭中毒热老化而引起的活性选择性下降的过程就为催化剂失活。

原料中的毒物影响,催化剂超温引起的热老化,积炭,进料比例失调,工艺条件波动以及长期使用过程中由于催化剂的固体结构状态发生变化或遭到破坏等原因都会引起的催化剂的活性、选择性衰减。

蒸汽转化制氢技术问答

蒸汽转化制氢技术问答

蒸汽转化制氢技术问答一、工艺原理装置从原料净化到原料蒸汽转化及中温变换,每个过程包含有复杂的反应,而产物的分离则是一个除去杂质的变压吸附过程,装置的各组成部分的催化剂人所不同,对操作的要求也不同,为了达到正常生产控制的目的,必须对每个过程的生产原理及催化剂性能有一定的认识。

本装置装置制氢工艺主要是由五部分组成,原料的预加氢、原料脱毒、原料蒸汽转化、转化气的中温变换及中变气的PSA氢气提纯。

1.原料气的预加氢制氢原料中的硫、氯等有害杂质能让转化催化剂中毒而矢去活性,而原料中的烯烃则在较高的温度下极易裂解、缩合、使转化催化剂积碳矢活,因此在原料进转化前必须除去。

但原料中的硫大多是以有机硫、氯形式存在,要想除去必须进行加氢预处理,使之生成易除去的H2S、HCl,同时原料中的烯烃也需要经过加氢饱和才能达到进行转化的要求。

原料预加氢的目的就是在一定的温度下,使原料中的烯烃加氢和及有机硫、氯的氢解生成H2S、HCl以便去。

其反应机理:R—SH+H2=RH+H2SR—S—R`+2H2=RH+R`H+H2SR—S—S—R`+3H2+RH+R`H+2H2SC4H4S+4H2=n—C4H10+H2SCS2+4H2=CH4+2H2SCOS+H2=CO+H2S烯烃加氢饱和反应:CnH2n+H2=CnH2n+2加氢催化剂主要活性组分为CoO及MoO3,双功能加氢催化剂还含有NiO,而氧化态的Co、Mo、Ni加氢活性转低,为了达到正常的生产目的,延长催化剂使用寿命及初活性的发挥,需对新鲜催化剂进行预硫化,使之变成具有较高活性的硫化态的金属硫化物。

预加氢是指在一定的氢气浓度下,利用硫化剂与氢气反应生成的H2S,在一定的温度下与催化剂中的氧化态的活性组分反应,生成具有较高活性的硫化物的过程。

通常使用的硫化物为DMDS或CS2。

2.原料的脱硫与净化原料的净化的目的主要是脱除原料中的硫、氯,保证转化催化剂的正常运行,其反应机理为,利用金属氧化物在一定的温度下与H2S、HCl反应生成金属硫化物与金属氯化物,使原料中的硫、氯被吸收下来,脱除出原料气。

制氢技术问答

制氢技术问答

制氢技术问答1、制氢技术问答原料部分14.适用于蒸汽转化制氢的烃类原料有哪些?15.蒸汽转化制氢原料选择原则有哪些?16.为什么不能轻易选用炼厂二次加工油做转化原料?17.是否有可用做制氢原料的二次加工油?18.轻油的族组成对转化过程产生哪些影响?19.自然气用做制氢原料对转化催化剂有什么要求?20.不含烯烃的各种炼厂气对转化催化剂有什么要求?21.用炼厂干气做制氢原料时如何进行预处理?22.各种轻油对转化催化剂有什么要求?原料部分14.适用于蒸汽转化制氢的烃类原料有哪些?答:适用于蒸汽转化的烃类原料大体分为气态烃和液态烃。

〔1〕气态烃包括自然气、液化石油气和各种炼厂气自然气一般包括油田伴生气和气田气。

自然气的主要成份是甲烷,以及少量乙烷、丙烷等低级烃类,含有肯定量的氮、二2、氧化碳等惰性气体和有害杂质硫化氢。

其中气田自然气是以甲烷为主,含微量杂质的气体。

液化石油气是由丙烷、丁烷为主要成份组成的烃类,来源有两种,一种是油田和自然气田伴生出来的自然液化气,另一种是炼油厂和石油化工厂产生的液化石油气。

炼厂气是指原油加工过程中副产的各种尾气,包括催化裂化气、焦化干气、催化重整气、热裂解气、高压加氢裂解尾气等。

各种炼厂气的组成改变较大,其中含有烯烃的炼厂气,不宜直接用作蒸汽转化制氢。

但经过彻底的烯烃脱除或加氢饱和处理,可以和不含烯烃的加氢干气一样,是很好的蒸汽转化制氢原料。

〔2〕液态烃包括直馏石脑油、抽余油、拨头油以及二次加工油直馏石脑油是原油常压蒸馏所得210℃以下的馏份。

比重一般为0.63~0.77,含硫量小于0.05%,石蜡烃含量较3、高,芳烃含量小于13%,烯烃含量小于1%。

用作制氢原料的抽余油一般是重整抽余油,即重整抽提芳烃之后剩下的部分。

抽余油干点一般在130~150℃,芳烃含量很少。

拨头油一般也是重整拨头油,一般都是C5以下的烃类。

二次加工油指经裂化、焦化、减粘等一系列二次加工处理重油得到的轻油。

制氢考试题

制氢考试题

运行一部制氢考试题一、选择题1、转化催化剂还原时规定氢浓度在(B)%以上。

A、50B、60C、70D、802、原料通过加氢脱硫的目的是(D)。

A、避免堵塞催化剂B、影响产品质量C、避免副反映产生D、避免转化催化剂中毒3、当水碳比上升时,下列说法对的的是(A)A、能够避免转化催化剂结碳;B、能够使尾气中的甲烷浓度升高C、水碳比越高越好D、以上说法都不对。

4、正常停工时,什么状况下转化炉才干降温(B)A、停自产蒸汽B、转化出口甲烷含量为零C、停原料后D、停止外来 S355、间断排污应当先开(B)排污阀A、第一道B、第二道C、第三道D、不分先后6、启动鼓风机和引风机时应先开(B)A、鼓风机B、引风机7、转化引蒸汽时,转化入口温度应不不大于(C)℃。

A、250B、300C、320D、3608、当转化床层温度达成(B)℃时,才干开始配氢还原。

A、350B、450C、550D、6509、转化反映能够获得浓度为(B)以上的氢含量的气体。

A、60%B、70%C、80%D、90%10、装置停工转化炉炉膛温度降至(C)℃下列时,停引风机,全关烟道挡板自然冷却。

A、100B、180C、200D、30011、加热炉瓦斯量大空气量小时(A)A:火焰发红B:火焰发白C:火焰发软12、加热炉瓦斯量小空气量大时(B)A:火焰发红B:火焰发白C:火焰冒火星13、离心泵的工作点不恰当的话很容易产生( A )现象。

A:气蚀B:喘振C:气缚14.发生事故有伤亡人员时应_A _。

A.做好现场标志,及时急救伤员B.保护现场C.急救伤员15、装置的负荷率越大,装置的散热损失(B )A.越大B. 不变C.越小16、原料忽然中断,转化催化剂床层温度将会( B )A 、缓慢升高B 、较大幅度升高C 、保持不变D 、缓慢下降17、转化催化剂以氮气循环升温,在配汽前规定确保床层各点温度均在水蒸气露点温度以上( B ) ℃A 、10B 、20C 、30D 、4018、在中变反映中, 水气比增大,能够( A )变换率A 、提高B 、减少C 、无影响D 、以上都不是19、阻火器的作用是( B )A 、过滤燃料气中的杂质B 、避免火焰倒串回燃料气管网C 、限量D 、以上都不是20、制氢装置除盐水采用的除氧办法是( A )除氧法。

制氢问答

制氢问答

1.怎样调节转化负荷?负荷的调节提负荷时,必须先提工艺蒸汽的量,再提原料的量;降负荷,必须先降原料的量,再降工艺蒸汽的量,这是原则,必须遵守,否则,很有可能因水/烃比过低,而使催化剂积炭而失去活性。

因此,改变负荷时,必须密切注意水/烃比值使其保持在2.05,同时,也要通过调节炉入口压力、炉出口温度,直到通过炉出口取样分析,使得转化气中的甲烷含量在6.89%(VOL)为止。

2. 主要硫化物的性能?一般说,天然气中含硫化氢比较多,还有部分低沸点有机硫,如甲硫醇、甲硫醚等。

液烃中的硫化物比较复杂。

经分析,可识别的77种硫化物中,36种为硫醇,23种为直链硫醚,18种为环状硫醚和噻吩。

大多数液态烃中还有二硫化物。

此外,氧硫化碳和二硫化碳也是常见的硫化物。

为此,一般把硫化氢称为无机硫;硫醇(R-SH),硫醚(R-S-R),二硫化物(R-S-S-R‘),多硫化物(R-S n-R’),噻吩及其同系物称为有机硫。

硫化氢性质:硫化氢为无色气体,有类似腐败鸡蛋的恶臭味,性极毒。

它在水中的熔解度比较大,其水溶解度比较大,其水溶液呈弱酸性,能与碱作用生成盐。

硫化氢具有很强的还原能力很容易被氧化成硫磺和水。

硫化氢还易与金属氧化物或金属的盐类反应生成金属硫化物。

氧化锌脱硫就是根据这一性质。

而金属硫化物一般难溶于水,但在高温下与水蒸汽作用又可能分解出硫化氢来。

因而在变换系统中,如果气体中含有硫化物,则在管道中就会有金属硫化物沉积。

停车后重新开车,温度提高,水蒸汽浓度增大时,短时期后可观察到气体中硫化氢含量显著增高的现象。

硫醇:低分子的硫醇具有极度难闻的臭味。

硫醇有毒,不溶于水,可与铁作用,腐蚀管道及设备。

它的酸性比相应的醇类要强。

能与金属盐类或碱作用,发生下面化学反应R-SH+NaOH=R-S-Na+H2O硫醇加热时可分解成烯烃及硫化氢,分解温度为250-500℃故易被除去。

硫醚:梳醚无味中性,与碱不发生作用,化学性质相当稳定。

蒸汽转化制氢技术问答

蒸汽转化制氢技术问答

蒸汽转化制氢技术问答一、工艺原理装置从原料净化到原料蒸汽转化及中温变换,每个过程包含有复杂的反应,而产物的分离则是一个除去杂质的变压吸附过程,装置的各组成部分的催化剂人所不同,对操作的要求也不同,为了达到正常生产控制的目的,必须对每个过程的生产原理及催化剂性能有一定的认识。

本装置装置制氢工艺主要是由五部分组成,原料的预加氢、原料脱毒、原料蒸汽转化、转化气的中温变换及中变气的PSA氢气提纯。

1.原料气的预加氢制氢原料中的硫、氯等有害杂质能让转化催化剂中毒而矢去活性,而原料中的烯烃则在较高的温度下极易裂解、缩合、使转化催化剂积碳矢活,因此在原料进转化前必须除去。

但原料中的硫大多是以有机硫、氯形式存在,要想除去必须进行加氢预处理,使之生成易除去的H2S、HCl,同时原料中的烯烃也需要经过加氢饱和才能达到进行转化的要求。

原料预加氢的目的就是在一定的温度下,使原料中的烯烃加氢和及有机硫、氯的氢解生成H2S、HCl以便去。

其反应机理:R—SH+H2=RH+H2SR—S—R`+2H2=RH+R`H+H2SR—S—S—R`+3H2+RH+R`H+2H2SC4H4S+4H2=n—C4H10+H2SCS2+4H2=CH4+2H2SCOS+H2=CO+H2S烯烃加氢饱和反应:CnH2n+H2=CnH2n+2加氢催化剂主要活性组分为CoO及MoO3,双功能加氢催化剂还含有NiO,而氧化态的Co、Mo、Ni加氢活性转低,为了达到正常的生产目的,延长催化剂使用寿命及初活性的发挥,需对新鲜催化剂进行预硫化,使之变成具有较高活性的硫化态的金属硫化物。

预加氢是指在一定的氢气浓度下,利用硫化剂与氢气反应生成的H2S,在一定的温度下与催化剂中的氧化态的活性组分反应,生成具有较高活性的硫化物的过程。

通常使用的硫化物为DMDS或CS2。

2.原料的脱硫与净化原料的净化的目的主要是脱除原料中的硫、氯,保证转化催化剂的正常运行,其反应机理为,利用金属氧化物在一定的温度下与H2S、HCl反应生成金属硫化物与金属氯化物,使原料中的硫、氯被吸收下来,脱除出原料气。

【2019年整理】制氢问答题新题库

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离心泵启动前为什么要灌泵?离心泵启动前如不灌泵泵壳内会积存空气。

由于空气的密度比液体密度小的多,在离心泵既定的转速下,气体在泵内产生的离心力比液体产生的离心力小的多。

同时,当泵轴附近液体因离心现象趋向于叶轮周转边沿时,混在液体中的空气则乘虚而入,集中于泵轴周围附近。

使得叶轮中心处真空度很低。

由于被抽容器中液面与泵入口处的静压差很小,无力推动液体流入泵内,从而造成离心泵不上量。

帮离心泵启动前必须使液体充满泵壳。

## 系统停车后各反应器为什么要进行氮气置换及保压?置换的目的是将反应器内的油气、蒸汽用氮气置换干净,以防水泡催化剂,造成催化剂粉碎或失活。

反应器保压是为了保护催化剂,防止空气串入导致催化剂被氧化,催化剂氧化时要放出大量的热量,烧坏设备及催化剂,这是因为停工后没有钝化的催化剂是活性状态,很容易与空气中的氧发生剧烈的氧化反应。

综上所述,系统停车后各反应器一定要用氮气置换及保压。

汽蚀现象对离心泵正常运行有何危害?汽蚀现象对离心泵正常运转的危害是严重的。

当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,影响液体的正常传输,可使泵发生震动和沉闷的噪音,同时泵的流量、扬程和功率都明显下降,从而使泵体正常工作受到破坏,以致不能吸、排液体。

对泵本身而言,汽蚀严重时,往往几天甚至几小时就可使叶轮产生蜂窝或海棉状麻坑,以至最后被穿透,使泵的寿命大缩短。

因此,离心泵在操作上应避免汽蚀现象发生。

什么是催化剂的选择性?当化反应在热力学上可能有几个反应方向时,一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应起加速作用,这种专门对某一个化学反应起加速作用的性能,称为催化剂的选择性。

消耗于预期生成物的原料量选择性=原料总的转化量催化剂的选择性主要取决于催化剂的组分,结构及催化反应过程中的工艺条件,如压力、温度、介质等。

什么叫硫容?硫容就是每单位重量脱硫剂所能吸收硫的重量。

如20%硫容就是每100公斤新鲜脱硫剂及收20公斤的硫。

这叫重量硫容。

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1、什么是催化剂?催化作用的特征是什么?答:在化学反应中能改变反应速度而本身的组成和重量在反应前后保持不变的物质叫催化剂。

加快反应速度的称正催化剂;减慢的称负催化剂。

通常所说的催化剂是指正催化剂。

催化作用改变了化学反应的途径。

在反应终了,相对于始态,催化剂虽然不发生变化,但却参与了反应,例如形成了活化吸附态,中间产物等,因而使反应所需要的活化能降低。

催化作用不能改变化学平衡状态,但却缩短了达到平衡的时间,在可逆反应中能以同样的倍率提高正、逆反应的速度。

催化剂只能加速在热力学上可能发生的反应,而不能加速热力学上不可能发生的反应。

所以,催化作用的实质是一种动力学功能。

催化作用的选择性。

催化剂可使相同的反应物朝不同的方向反应生成不同的产物,但一种催化剂在一定条件下只能加速一种反应。

例如CO和H2分别使用铜和镍两种催化剂,在相应的条件下分别生成CH3OH和CH4+H2O。

一种新的催化过程,新的催化剂的出现,往往从根本上改变了某种化学加工过程的状况,有力推动工业生产过程的发展,创造出大量财富,在现代的无机化工、有机化工、石油加工和新兴的石油化工工业中这样的例子不胜枚举,在与人类的生存息息相关的诸多方面如资源的充分利用,提高化学加工过程的效率,合成具有特定性能的产品,有效地利用能源,减少和治理环境污染以及在生命科学方面,催化作用具有越来越重大的作用。

2、什么是活化能?答:催化过程之所以能加快反应速度,一般来说,是由于催化剂降低了活化能。

为什么催化剂能降低活化能呢?关键是反应物分子与催化剂表面原子之间产生了化学吸附,形成了吸附化学键,组成表面络合物,它与原反应物分子相比,由于吸附键的强烈影响,某个键或某几个键被减弱,而使反应活化能降低很多。

催化反应中的活化能实质是现实上述化学吸附的能量。

从一般意义来说,反应物分子有了较高的能量,才能处于活化状态发生化学反应。

这个能量一般远较分子的平均能量为高,两者之间的差值就是活化能。

在一定温度下,活化能愈大,反应愈慢,活化能愈小,反应愈快。

对于特定的反应物和催化剂而言,反应物分子必须跨过相应的能垒才能实现化学吸附,进而发生化学反应。

简言之,在化学反应中使普通分子变成活化分子所须提供的最小能量就是活化能。

其单位通常用千卡/克分子或千焦/摩尔表示。

3、什么是催化剂活性?活性表示方法有哪些?答:衡量一个催化剂的催化效能采用催化活性来表示。

催化活性是催化剂对反应速度的影响程度,是判断催化剂效能高低的标准。

对于固体催化剂的催化活性,多采用以下几种表示方法:(1)催化剂的比活性催化剂比活性常用表面比活性或体积比活性,即所测定的反应速度常数与催化剂表面积或催化剂体积之比表示。

(2)反应速率表示法反应速率表示法即用单位时间内,反应物或产物的量的摩尔数变化来表示。

(3)工业上常用转化率来表示催化活性表示方法为:在一定反应条件下,已转化掉反应物的量(n′A)占进料量(n AO)的百分数,表示式为:XA(转化率)= (n′A/n AO)×100%(4)用每小时没升催化剂所得到的产物重量的数值,即空时得Y V.t来表示活性。

Y V.t=W(产物重量,kg)/V(催化剂体积,1).t(反应时间,h)上述(3)、(4)活性表示法,都是生产上常用的,除此之外,还有用在一定反应条件下反应后某一组分的残余量来表示催化剂活性,例如烃类蒸汽转化反应中用出口气残余甲烷量表示。

这些方法直观但不确切,因为它们不但和催化剂的化学组成、物理结构、制备的条件有关,并且也和操作条件有关。

但由于直观简便,所以工业上经常采用。

4、什么是催化剂失活?失活原因有哪些?答:对大多数工业催化剂来说,它的物理性质及化学性质随催化反应的进行发生微小的变化,短期很难察觉,然而,长期运行过程中,这些变化累积起来,造成催化剂活性、选择性的显著下降,这就是催化剂的失活过程。

另外,反应物中存在的毒物和杂质,上游工艺带来的粉尘,反应过程中,原料结炭等外部原因引起催化剂活性和选择性下降。

催化剂失活主要是:原料中的毒物,催化剂超温引起热老化,进料比例失调,工艺条件波动以及长期使用过程中由于催化剂的固体结构状态发生变化或遭到破坏而引起的活性、选择性衰减。

5、什么是催化剂的选择性?答:当化学反应在热力学上可能有几个反应方向时,一种催化剂在一定条件下只对其中的一个反应起加速作用,这种专门对某一个化学反应起加速作用的性能,称为催化剂的选择性。

选择性=消耗于预期生成物的原料量/原料总的转化量催化剂的选择性主要取决于催化剂的组分、结构及催化剂反应过程中的工艺条件,如压力、温度、介质等。

6、催化剂中毒分哪几种?分别叙述。

答:催化剂中毒可分为可逆中毒,不可逆中毒和选择中毒。

可逆中毒:毒物在活性中心上吸附或化合时,生成的键强度相对较弱,可以采用适当的方法出去毒物,使催化剂活性恢复,而不会影响催化剂的性质,这种中毒称可逆中毒或暂时中毒。

不可逆中毒:毒物与催化剂活性组分相互作用形成很强的化学键,难以用一般的方法将毒物出去,使催化剂活性恢复,这种中毒叫不可逆中毒或永久中毒。

选择中毒:一个催化剂中毒之后可能失去对某一反应的催化能力,但对别的反应仍具有催化活性,这种现象称为选择中毒。

选择中毒有可利用的一面,例如在串联反应中,如果毒物仅使导致后续反应的活性部位中毒,则可使反应停留在中间产物上,获得所希望的高产率的中间产物。

7、如何评价催化剂强度的好坏?答:工业固体催化剂的颗粒应有承受以下几种应力而不致破碎的强度。

(1)它必须经得起在搬运包装桶时引起的磨损和撞击,以及催化剂在装填时能承受从一定高度抛下所受的冲击和碰撞。

(2)催化剂必须承受其自身重量以及气流冲击。

催化剂的强度用压碎强度和耐磨强度来表示。

这一般指的是催化剂的机械强度。

许多工业催化剂是以较稳定的氧化态形式出厂,在使用之前要进行还原处理。

一般情况下,氧化态的催化剂强度较好,而经过还原之后或在高温、高压和高气流冲刷下长期使用内部结构发生变化而破坏催化剂的强度。

为此评价催化剂的强度的好坏,不能只看催化剂的初始机械强度,更重要的是考察催化剂在还原之后,在使用过程中的热态破碎强度和耐磨强度是否能够满足需要。

催化剂在使用状态下具有较高的强度才能保证催化剂较长使用寿命。

8、什么是催化剂的比表面?简述比表面的重要性。

答:单位重量催化剂所具有的表面叫做比表面。

单位是㎡/g。

多相催化反应发生在催化剂表面上,所以催化剂比表面的大小会影响到催化剂活性的高低,但是比表面的大小一般并不与催化剂活性直接成比例,因为第一,我们测得的比表面是催化剂的总表面,具有催化活性的面积(活性表面)只占总表面的一部分,为此催化剂的活性还与活性组分在表面上的分散有关。

第二,催化剂的比表面绝大部分是颗粒的内表面,孔结构不同传质过程也不同,尤其是内扩散控制的反应,孔结构直接与表面利用率有关,为此催化剂的活性还与表面利用率有关。

总之,比表面虽不能直接表征催化剂的活性,却能相对反映催化剂活性的高低,是催化剂基本性质之一。

9、什么是催化剂的堆积密度?颗粒密度?真密度?答:催化剂的密度可分为以下几种含义不同密度:(1)堆积密度,(2)颗粒密度,(3)真密度。

堆积密度指单位堆积体积的物质具有的质量数vP堆=m/V堆=m/V隙+V孔+V真颗粒密度指单位颗粒体积的物质具有的质量数P颗= m/V孔+V真=m/V堆-V隙真密度指单位骨架体积的物质具有的质量数P真=m/ V真在工业应用中,一般采用堆积密度即装填密度来表示催化剂的密度。

10、催化剂的孔分布,比孔容及对催化反应有什么影响?1克催化剂颗粒内部所有孔体积的总和称为比孔容。

(ml/g)V孔= V孔/m=(1/P颗)-(1/P真)孔分布指孔容按孔径大小不同而分布的情况,由此来决定催化剂中所包含大孔,过渡孔和细孔的数量和分布。

一般情况下,孔径大小200nm的孔称为大孔,孔径小于10nm的孔称为细孔,孔径为10—200nm的孔称为过渡孔。

对某一催化反应有相应最佳孔结构:(1)当反应为动力学控制时,具有小孔大比表面的催化剂对活性有利。

(2)当内扩散控制时,催化剂的最优孔径应等于反应物或生成物分子的平均自由径。

常压下为100nm左右,300atm下为1nm左右;(3)对于较大的有机化合物分子,则根据反应物或生成物分子的大小决定催化剂的最优孔分布。

另外,孔结构也对催化剂的选择性及催化剂的强度有一定的影响。

11、催化剂的化学结构按其催化作用分哪几类?答:工业催化剂大多不是单一的化合物,而是多种化合物组成的,按其在催化反应中所起的作用可分为主活性组分、助剂和载体三部分。

(1)主活性组分是催化剂中起主要催化作用的组分。

(2)助剂添加到催化剂中用来提高主活性组分的催化性能,提高催化剂的选择性和热稳定性。

按其作用机理分为结构性助剂和调变性助剂。

结构性助剂作用是增大比表面,提高催化剂热稳定性及主活性组分的结构稳定性。

调变性助剂作用是改变主活性组分的电子结构、表面性质或晶型结构,从而提高主活性组分的活性和选择性。

(3)载体是负载活性组分并具有足够的机械强度的多孔性物质。

其作用是:作为担载主活性组分的骨架,增大活性比表面,改善催化剂的热导性能以及增加催化剂的抗毒性,有时载体与活性组分间发生相互作用生成固溶体和尖晶石等,改变结合形态或晶体结构,载体还可通过负载不同功能的活性组分制取多功能催化剂。

12、气-固相催化反应的步骤。

答:气体分子在催化剂表面上起反应,必须经过以下七个步骤:(1)反应物分子由气体相向催化剂的外表面扩散(外扩散)(2)反应物分子由外表面向内表面扩散(内扩散)(3)反应物吸附在表面上(4)反应物在表面上进行化学反应,生成产物(5)产物从表面上解吸(6)产物从内表面向外表面扩散(内扩散)(7)产物从外表面向气体相扩散(外扩散)在稳定态下,反应速度的大小受其中速度最慢的步骤控制。

一般在高温、低流速、大粒度催化剂下可能为扩散控制,而在低温、高流速,小粒度下可能转化为动力学控制。

13、催化剂更换原则有哪几条?答:催化剂更换有如下几种情况:(1)临时更换A.催化剂活性恶化,转化能力降至最低允许值以下,临时停车更换。

B.催化剂机械强度恶化,床层阻力超过允许值,临时更换。

C.发生恶性设备故障,必须临时卸换催化剂。

(2)预防性计划更换催化剂转换能力、床层阻力,设备性能均还在允许值范围内,为了避免非计划停车,利用计划停车机会,做预防性更换。

(3)最佳经济效益原则追求保护设备,增产节约,最佳经济效益等方面综合因素,有计划地提前更换。

14、适用于蒸汽转化制氢的烃类原料油哪些?答、适用于蒸汽转化的烃类原料大体分为气态烃和液态烃。

(1)气态烃包括天然气,液化石油气和各种炼厂气天然气一般包括油田伴生气和气田气。

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