浅析烃类蒸汽转化催化剂失活的原因及对策

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化学技术中催化剂失活原因的分析与预防

化学技术中催化剂失活原因的分析与预防

化学技术中催化剂失活原因的分析与预防引言:催化剂在各个化学领域中扮演着至关重要的角色。

然而,在催化过程中,难免会遇到催化剂失活的问题。

催化剂失活不仅导致产率下降和反应效率降低,还会增加生产成本。

因此,分析催化剂失活的原因并采取预防措施是一项重要的研究课题。

一、物理失活物理失活是指催化剂中的物理性质发生变化,导致活性降低。

其中,主要原因包括沉积物堵塞、颗粒聚集和金属中毒。

1. 沉积物堵塞催化反应中的沉积物是一种常见的导致催化剂失活的因素。

沉积物可以来自于反应物中的杂质或副产物。

当沉积物堆积在催化剂表面时,会阻碍反应物与催化剂之间的接触,从而减少催化剂的活性。

2. 颗粒聚集颗粒聚集是指催化剂颗粒之间的物理吸附或化学键结合。

当颗粒聚集导致催化剂的比表面积减少时,活性也会随之降低。

3. 金属中毒金属中毒是指催化剂中的金属元素与金属反应物或其他杂质发生反应,生成具有毒性的金属化合物。

金属中毒不仅导致催化剂活性降低,还可能造成催化剂的变质。

二、化学失活化学失活是指催化剂的化学性质发生变化,导致活性降低或完全失效。

常见的化学失活原因包括化学反应、水蒸气和酸碱性条件。

1. 化学反应化学反应是指催化剂与反应物或其他物质之间发生化学反应,导致催化剂结构的破坏。

例如,催化剂与氧气反应会发生氧化反应,导致表面结构损坏,进而使催化剂失活。

2. 水蒸气水蒸气是一种常见的催化剂失活因素。

在某些催化反应中,水蒸气可以与催化剂表面发生氧化还原反应,导致催化剂的活性降低。

3. 酸碱性条件酸碱性条件是指催化剂所处环境的酸碱度。

当催化剂暴露在酸性或碱性介质中时,会导致催化剂表面的活性位点被破坏或改变,从而引起催化剂失活。

三、预防措施为了降低催化剂失活的风险,可以采取一些预防措施。

1. 优化反应条件调整反应条件,例如温度、反应物浓度和反应物比例等,可以降低催化剂失活的可能性。

通过优化反应条件,可以减少催化剂与有害物质的接触,延缓催化剂的失活速度。

催化装置催化剂失活与破损原因分析及解决措施

催化装置催化剂失活与破损原因分析及解决措施

催化装置催化剂失活与破损原因分析及解决措施张志亮薛小波随着全厂加工原油结构的改变,为了平衡全厂重油压力,今年以来催化装置持续提高掺渣比,目前控制在25%左右。

催化原料的重质化、劣质化,对催化装置催化剂造成较大影响。

出现了催化剂重金属中毒加剧、失活严重、破损加重等现象,从而导致装置催化剂单耗上升、产品收率下降、各项经济指标下降。

通过在显微镜下研究催化剂的颗粒度分布、粒径的大小及形状,找到影响催化剂失活和粉碎的主要原因,通过采取多种措施,调整操作、精细管理等方式,提高装置催化剂活性、降低催化剂破损,保证装置在高掺渣率条件下,优质良好运行。

1、催化剂失活原因分析催化剂失活主要分为两种:一、暂时性失活;二、永久性失活。

暂时性失活主要由于催化剂孔径和活性中心被焦炭所堵塞,可在高温下烧焦基本得到恢复。

而永久性失活是指催化剂结构发生改变或者活性中心发生化学反应而不具有活性,其中包括催化剂重金属中毒和催化剂水热失活。

1.1 催化剂的重金属中毒失活原料中重金属浓度偏高很容易使催化剂发生中毒而破裂,尤其是钠、钒和镍。

由于钠离子和钒离子在催化剂表面易形成低熔点氧化共熔物,这些共熔物接受钠离子生成氧化钠,氧化钠不仅能覆盖于催化剂表面减少活性中心,而且还能降低催化剂的热稳定性;其中重金属中Ni对催化剂的污染尤为突出,平衡剂中Ni含量每上升1000ppm,催化剂污染指数上升1400ppm。

图1 2012年与2011年平衡催化剂性质分析对比从图1中可以看出:2012年平衡剂与2011年同期对比,平衡剂活性有所下降,从同期的62%降至今年的60%左右。

金属Fe、Na、Ca含量基本持平,V的含量下降了37%,但是Ni浓度大幅上升,上升了55%。

对比污染指数:2011年为8840ppm,2012年为11970ppm,同比上升了35.4%,从而导致催化剂活性下降了2~3个百分点。

因此,目前催化剂活性下降的重要原因是Ni含量大幅上升。

催化剂失活机制中的气体分解反应

催化剂失活机制中的气体分解反应

催化剂失活机制中的气体分解反应催化剂失活是指在催化剂作用下,随着时间的推移,其活性逐渐降低甚至完全丧失的现象。

对于气体分解反应而言,催化剂失活是一个常见且重要的问题。

本文将从气体分解反应的基本原理入手,探讨催化剂失活的机制,并探讨可能的解决方法。

气体分解反应是一种重要的化学反应,通过催化剂的作用可以加速反应速率,提高反应的效率。

催化剂在气体分解反应中起着至关重要的作用,能够提供吸附和反应活性中心,降低反应的活化能,促进反应的进行。

然而,随着反应的进行,催化剂可能会逐渐失去活性,导致反应速率下降,甚至停止进行。

这种现象即为催化剂失活。

催化剂失活的机制可以归纳为物理失活和化学失活两种类型。

物理失活主要是由于催化剂表面的物理变化,比如催化剂表面的结构变化、活性中心的堵塞等。

这些变化可能导致催化剂表面积降低,反应活性中心减少,从而影响反应速率。

而化学失活则是由于催化剂与反应物或产物发生不可逆的化学反应,导致活性中心失活。

比如,气体分解反应中可能会发生氧化、还原、吸附等反应,这些反应会改变催化剂表面的性质,使其失去活性。

为了延缓催化剂失活的发生,可以采取一系列的措施。

首先,选择合适的催化剂是至关重要的。

合适的催化剂应该具有高的催化活性和稳定性,能够在反应条件下保持活性中心的稳定性。

其次,优化反应条件也是一种有效的方法。

比如控制反应温度、压力、流速等参数,可以减少反应物在催化剂表面的吸附和反应活性中心的失活。

此外,定期对催化剂进行再生或修复也是一种有效的手段。

通过热处理、还原、重新活化等方法,可以恢复催化剂的活性,延长其使用寿命。

在气体分解反应中,催化剂失活是一个不可避免的问题,但可以通过科学的方法来解决。

未来的研究可以进一步探究催化剂失活的机制,开发新型的高效稳定的催化剂,提高反应的效率和稳定性。

只有不断深入地探讨和研究,才能更好地解决催化剂失活问题,推动气体分解反应领域的发展。

化学反应中催化剂失活的原因及预防措施

化学反应中催化剂失活的原因及预防措施

化学反应中催化剂失活的原因及预防措施化学反应中,催化剂扮演着至关重要的角色。

它们能够降低反应活化能,提高反应速率,从而加速化学反应的进行。

然而,随着反应的进行,催化剂可能会失活,导致反应速率降低甚至停止。

那么,催化剂失活的原因是什么?如何采取预防措施呢?催化剂失活的原因之一是物理因素。

在催化反应中,催化剂与反应物之间会发生化学吸附和脱附过程。

但随着反应进行,一些反应产物或中间体可能会在催化剂表面上沉积,形成物理屏障。

这些物理屏障会阻碍反应物与催化剂之间的接触和相互作用,从而降低了催化反应的活性。

此外,催化剂颗粒也可能因为表面损伤或堆积导致失活。

催化剂失活的另一个重要原因是化学因素。

化学因素指的是在催化反应中,催化剂与反应物之间发生氧化、还原等化学反应。

这些化学反应会改变催化剂的化学性质和结构,导致催化剂活性的降低或完全丧失。

例如,催化剂中的活性位点可能会发生被氧化、被还原、被中毒等现象,从而丧失反应催化能力。

此外,一些副反应或附加反应也会导致催化剂失活,例如副反应生成了催化剂的毒性物质,或者附加反应生成了与催化剂的活性位点竞争吸附的物质。

为了预防催化剂失活,科学家们采取了一系列的措施。

首先,选择适当的催化剂材料是关键。

许多催化剂在特定反应条件下表现出更好的稳定性和活性。

因此,科学家们需要进行深入的研究和筛选,以找到最适合特定反应的催化剂材料。

其次,改进催化剂的设计和制备方法也是一种有效的预防措施。

例如,通过改变催化剂的结构、改进活性位点的分布和可访问性,可以提高催化剂的反应活性和稳定性。

此外,合理调控反应条件,如温度、压力、反应物浓度等,有助于降低催化剂失活的风险。

此外,定期对催化剂进行检测和维护也是非常重要的。

通过观察催化剂活性的变化和失活的迹象,可以及时采取措施修复或更换催化剂。

此外,对催化剂进行修复或再生也是一种有效的手段。

一些失活的催化剂可以通过再生、清洗或改性来恢复其活性,延长其使用寿命。

催化剂失活的原因和解决措施

催化剂失活的原因和解决措施

催化剂失活的原因和解决措施催化剂是化学反应中不可或缺的重要组成部分,它可以加速反应速率,提高反应效率,降低反应温度和能量消耗。

然而,催化剂在使用过程中会出现失活现象,导致反应效率下降,甚至无法继续使用。

本文将从催化剂失活的原因和解决措施两个方面进行探讨。

一、催化剂失活的原因1. 活性位点失活:催化剂的活性位点是催化反应的关键,如果活性位点失活,催化剂的催化效果就会下降。

2. 中毒:催化剂在反应中会与反应物和产物发生化学反应,形成中间体和副产物,这些中间体和副产物可能会在催化剂表面积聚,导致催化剂失活。

3. 烧结:催化剂在高温下容易发生烧结现象,导致催化剂表面积减小,活性位点减少,从而失活。

4. 氧化:催化剂在反应中可能会与氧气发生氧化反应,导致催化剂表面的活性位点被氧化,失去催化活性。

二、催化剂失活的解决措施1. 催化剂再生:对于活性位点失活的催化剂,可以通过再生的方式恢复其催化活性。

再生的方法包括高温还原、氧化还原、酸碱洗涤等。

2. 催化剂改性:对于容易中毒的催化剂,可以通过改性的方式增强其抗中毒能力。

改性的方法包括添加助剂、改变催化剂结构等。

3. 催化剂保护:对于容易烧结和氧化的催化剂,可以通过保护的方式延长其使用寿命。

保护的方法包括降低反应温度、控制反应气氛、添加稳定剂等。

4. 催化剂替换:对于失活严重的催化剂,只能通过替换的方式来解决。

替换的催化剂应具有更好的稳定性和催化活性。

催化剂失活是催化反应中不可避免的问题,但可以通过再生、改性、保护和替换等方式来解决。

在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的解决措施,以保证催化反应的高效进行。

化学工程中的催化剂失活方法

化学工程中的催化剂失活方法

化学工程中的催化剂失活方法催化剂是化学工程中常用的一种材料,能够加速化学反应速率而不被反应消耗。

然而,随着时间的推移,催化剂会逐渐失去其活性,这被称为催化剂的失活。

催化剂失活对化学工程的效率和经济性有重要影响。

本文将探讨化学工程中常见的催化剂失活方法,并提供相应的解决方案。

1. 催化剂中的积碳催化剂在某些反应中可能发生积碳现象,导致催化剂活性降低或完全失活。

积碳会堵塞催化剂表面上的活性位点,降低催化剂的反应活性。

为解决这一问题,可以采取以下措施:- 改变反应条件:调整反应温度、压力等条件,以减少积碳的发生。

- 催化剂再生:将受积碳影响的催化剂进行再生,通常会采用高温氧化或酸洗等方法,将积碳物质从催化剂表面清除。

2. 中毒催化剂可能会受到来自原料或反应产物的中毒物质的影响,导致活性降低或失活。

这些中毒物质可能会与催化剂表面发生不可逆的反应,降低催化剂的反应活性。

解决方法如下:- 原料预处理:对原料进行预处理,去除或减少中毒物质的含量。

- 催化剂改良:通过改变催化剂的成分或结构,使其对中毒物质的敏感性降低。

3. 硫化催化剂常常受到硫化物的影响,从而降低其活性。

硫化物可以与催化剂表面产生硫化物覆盖层,阻碍催化剂与反应物之间的接触。

解决方法如下:- 氧化:使用氧化剂将硫化物氧化为易于去除的形式。

- 催化剂再生:通过高温氧化或酸洗等方法,将硫化物从催化剂表面清除。

4. 机械磨损催化剂在使用过程中会受到机械磨损的影响,导致催化剂活性降低。

机械磨损可能来自于颗粒间的碰撞或流体中的剪切力。

为解决这一问题,可以采用以下方法:- 增加催化剂的强度:制备更坚硬或更耐磨损的催化剂材料,以延长其使用寿命。

- 优化反应系统设计:通过改变反应系统的结构、流动路径等,减少机械磨损的发生。

总结催化剂在化学工程中扮演着重要的角色,但失活是催化剂使用过程中常见的问题。

本文介绍了常见的催化剂失活方法,并提供了相应的解决方案。

通过了解催化剂失活问题的成因和解决方法,可以改善化学工程的效率和经济性,推动相关行业的发展。

化学反应中的催化剂失活原因分析

化学反应中的催化剂失活原因分析化学反应中的催化剂是一种能够催化反应并降低反应能量的物质。

催化剂的作用在很多化学反应中是不可替代的。

然而,催化剂也存在失活的问题,这就是催化剂的活性降低或失去活性。

催化剂失活会导致化学反应的效率下降,增加反应成本,甚至可能使反应失效。

因此,研究催化剂失活的原因和解决办法对于提高反应效率和降低成本具有重要的意义。

一、催化剂失活的类型催化剂失活可以分为三种类型:物理失活、化学失活和结构失活。

1.物理失活物理失活指催化剂因为外部条件导致催化性能下降。

比如,催化剂烧结,微孔堵塞,催化剂受水蒸气,酸碱环境等因素影响都会导致物理失活。

例如,以硅铁为催化剂的甲醇制合成,过高的反应温度和不当的流动速度会导致硅铁催化剂受水蒸气侵蚀而失去活性。

2.化学失活化学失活指催化剂受原料等物质的影响,催化剂活性降低或失去活性。

比如,催化剂表面吸附的杂质或中毒物质会与催化剂反应或分解,导致催化剂失活。

例如,氧化钯催化制异辛醇,反应中出现的有机酸和碱都会与氧化钯反应,导致催化剂失活。

3.结构失活结构失活指催化剂中重要部位的结构发生变化,催化剂活性降低或失去活性。

比如,催化剂中的金属粉末或贵金属可因氧化、硫化或不均匀地散布在载体上而失去活性。

例如,铁铬催化剂用于甲烷蒸气重整过程中,活性中心上的铬元素可能被氧化成铬酸盐而失活。

二、催化剂失活的原因催化剂失活的原因比较复杂,主要包括以下几个方面:1. 温度反应温度对催化剂失活的影响非常大。

高温会导致催化剂活性部分失活,影响催化剂的寿命。

2. 元素反应物和催化剂杂质中的某些元素,如硫、氯、氧等,会与催化剂表面反应,影响催化剂的活性。

3. 中毒物质催化剂中毒是指某种有害物质吸附在催化剂表面,阻止催化剂与反应物之间发生催化反应,从而造成催化剂失活。

其中,CO、CO2、硫化氢、氨、甲醛、甲胺等为常见的中毒物质。

4. 内部损伤催化剂的减小或破损会导致催化剂活性的减低或失去活性。

催化反应中的常见问题及解决方案

催化反应中的常见问题及解决方案催化反应是一种通过催化剂加速化学反应的方法,广泛应用于工业生产、能源转化和环境保护等领域。

然而,在实际应用中,常常会遇到一些问题,例如催化剂失活、选择性降低和副反应增加等。

本文将探讨一些常见的问题,并提供相应的解决方案。

问题一:催化剂失活催化剂失活是指催化剂在长时间的使用过程中失去活性。

这种现象常见于高温、高压和毒性物质存在的反应条件下。

失活的原因包括积碳、金属析出和中毒等。

解决这个问题的方法之一是使用再生技术。

例如,通过在高温和氢气的条件下进行热还原,可以清除催化剂表面的积碳物质。

此外,合理的催化剂设计和添加适量的助剂也可以延缓催化剂失活的速度。

问题二:选择性降低在某些催化反应中,选择性是至关重要的,因为它决定了所得产品的纯度和质量。

然而,实际反应往往会出现选择性降低的问题,导致产物含有不需要的副产物。

为解决这个问题,我们可以研究反应机理,并优化反应条件。

另外,改变催化剂的形貌、尺寸和活性位点也可以提高选择性。

此外,引入辅助反应或调整反应条件的pH值、温度和压力等因素,也有助于加强选择性。

问题三:副反应增加副反应是指在催化反应中与目标反应同时进行且不被需要的反应。

它们常常会降低产物的产率和质量。

解决副反应的方法之一是重新设计催化剂,通过调整其化学性质和活性中心,使其更加特异性。

此外,使用选择性抑制剂可以有效抑制副反应的发生。

另外,改变反应条件,例如降低反应温度、调整底物浓度和改变萃取剂等,也能减少副反应的发生。

问题四:催化剂寿命短催化剂寿命短的原因多种多样,包括催化剂的活性降低、失活和损失等。

为了延长催化剂的寿命,我们可以通过提高催化剂的稳定性和活性来降低其失活速率。

此外,定期的催化剂再生和更新也是延长催化剂寿命的有效手段。

另外,使用所需物质时要注意其纯度,以避免催化剂受到污染而失活。

问题五:催化反应规模化从实验室规模到工业生产规模的催化反应是一项具有挑战性的任务。

催化剂失活的原因和解决措施

催化剂失活的原因和解决措施
催化剂是化学反应中常见的一种重要材料,其在反应中可以加速化学反应的速度,同时可以降低反应所需的温度和能耗,是现代工业制造过程不可少的重要环节。

然而,催化剂也存在失活的问题,那么催化剂失活的原因是什么?如何解决催化剂失活的问题呢?
一、催化剂失活的原因
1. 物理因素:催化剂在反应中受到高温、高压、污染物的作用,容易出现晶格畸变、成分变化、表面积减小等问题,导致催化剂的失活。

2. 化学因素:化学反应中,催化剂受到氧化、还原、酸碱等作用,突然改变其特性,从而使催化剂活性降低或失活。

3. 热失活:在高温或长时间反应时,催化剂表面和活性中心结构发生了不可逆的变化,导致催化剂失去催化活性。

二、催化剂失活的解决措施
1. 沉积新的激活物:在催化剂失活后对催化剂进行一些处理,比如向催化剂表面沉积新的激活物或加入催化剂的前驱体,以恢复催化剂的活性。

2. 加强催化剂的稳定性:在催化剂制备的过程中,可以考虑采用更加稳定的催化剂合成方法,使得催化剂更加稳定,不易出现失活现象。

3. 优化反应条件:在进行反应时,需要优化反应条件,比如控制反应温度、压力、气氛等因素,以达到更好的催化效果,降低催化剂失活的风险。

4. 选择合适的催化剂:在选择催化剂时,需要考虑催化剂的稳定性,比如选择高稳定性的催化剂或使用复合催化剂,以提高催化剂的使用寿命和催化效率。

总之,对于催化剂失活问题,需要采取相应的解决措施,以提高
催化剂的使用寿命和催化效率,降低成本,从而更好地服务于现代工业化生产。

浅析烃类蒸汽转化催化剂

烃类蒸汽转化催化剂的失活原因及对策王文平中海石油东营石化摘要在以饱和炼厂气或石脑油为原料的制氢装置中,蒸汽转化炉是整个制氢过程的核心。

在高温和高压条件下,烃类与蒸汽发生转化反应生成CO、CO2和H2。

转化反应过程的关键因素是转化催化剂。

转化催化剂粉碎、积碳、中毒等事故是导致转化催化剂失活的主要原因,本文通过对以上原因的分析,阐述了转化催化剂积碳后的烧炭、硫中毒后的蒸汽再生措施以及制氢原料的选择原则和转化催化剂的填装技术等。

关键词硫中毒积碳蒸汽再生催化剂填装1 烃类蒸汽转化反应的机理。

经加氢脱硫净化后的原料气进入转化炉前,按水碳比3.2~4.0与蒸汽混合后,经过转化炉尾气的余热达到500±20℃进入转化炉管,在转化催化剂的作用下,发生复杂的水蒸气转化反应。

反应的通式如下:C n Hm+nH2O=nCO+(n+m)/2H2-Q转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应是很复杂的,包括高级烃类的热裂解、催化裂解、脱氢、加氢、结炭、消碳、甲烷化等反应,这些反应构成了一个极复杂的平行、顺序反应体系。

由于反应体系的复杂,烃类转化催化剂必须是多功能的,不仅要有优良的活性、稳定性、机械强度,还要具有良好的抗积碳性能,和还原再生性能,在积碳、中毒造成催化剂失活的情况下,能够烧炭再生,使催化剂恢复活性,保障催化剂具有较长的使用寿命。

根据不同原料和工艺条件的选择,焦化干气制氢装置通常使用Z417/Z418型催化剂。

2 导致催化剂失活的原因。

所谓催化剂就是指能改变化学反应速度,并且它本身在反应前后数量以及化学性质均不发生变化的特殊物质。

烃类蒸汽转化催化剂是以镍为活性组分的催化剂,在操作中催化剂的装填质量、原料的选择、工艺操作等都会影响催化剂的性能,甚至导致失活,以下是导致转化催化剂失活的通常原因。

2.1 催化剂装填操作不当,导致装填不均。

使催化剂床层中有空隙那么在正常的使用过程中外部供热将不能被吸热的蒸汽转化反应所吸收,由此会导致转化炉管因局部过热。

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浅析烃类蒸汽转化催化剂失活的原因及对策
发表时间:2018-09-18T10:12:12.317Z 来源:《知识-力量》4中作者:王文平
[导读] 在以饱和炼厂气或石脑油为原料的制氢装置中,蒸汽转化炉是整个制氢过程的核心。

高温和高压条件下,烃类与蒸汽在转化炉中反应生成CO、CO2和H2。

转化反应过程的关键因素是转化催化剂。

转化催化剂
(山东中海化工集团有限公司,山东东营 257000)
摘要:在以饱和炼厂气或石脑油为原料的制氢装置中,蒸汽转化炉是整个制氢过程的核心。

高温和高压条件下,烃类与蒸汽在转化炉中反应生成CO、CO2和H2。

转化反应过程的关键因素是转化催化剂。

转化催化剂粉碎、积碳、中毒等事故是导致转化催化剂失活的主要原因,本文通过对以上原因的分析,阐述了转化催化剂积碳后的烧炭、硫中毒后的蒸汽再生措施以及制氢原料的选择原则和转化催化剂的填装技术等。

关键词:硫中毒;积碳;蒸汽再生;催化剂填装
1烃类蒸汽转化反应的机理
经净化后的原料气进入转化炉前,按水碳比3.2~4.0与蒸汽混合后,经过转化炉尾气的余热达到500±20℃进入转化炉管,发生复杂的水蒸气转化反应。

反应通式如下:
CnHm+nH2O=nCO+(n+m)/2H2-Q
转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应包括高级烃类的热裂解、催化裂解、脱氢、加氢、结炭、消碳、甲烷化等反应,这些反应构成了一个极复杂的平行、顺序反应体系。

2导致催化剂失活的原因。

烃类蒸汽转化催化剂是以镍为活性组分的催化剂,在操作中催化剂的装填质量、原料的选择、工艺操作等都会影响催化剂的性能,甚至导致失活,以下是导致转化催化剂失活的通常原因。

2.1催化剂装填操作不当,导致装填不均致使催化剂床层中有空隙,空隙的存在外部供热将不能被吸热的蒸汽转化反应所吸收,由此会导致转化炉管因局部过热,引起架桥,架桥现象在催化剂使用后期会表现为清晰的、界线分明的热带或者“虎尾”。

2.2催化剂粉碎
2.2.1转化催化剂在使用之前没有充分脱水。

转化催化剂的有效成分Ni是以氧化铝或含硅氧化铝为载体的,而载体的吸水性能较强可达35%;在开工进料时,热的介质一旦与没进行脱水的催化剂接触,催化剂中的水分会迅速汽化,这时未与介质接触的后部催化剂仍是冷的,下行的水蒸汽被催化剂冷凝吸附时要放出大量的热,由于热应力作用会导致催化剂“热崩”。

2.2.2在后续的生产中,由于操作不当也会引起转化催化剂粉碎,首先是蒸汽带水。

如果配入蒸汽前没有经过充分暖管与排凝就会引起带入水分,这时,蒸汽中的水分与高温的催化剂接触,就会引起催化剂的粉碎。

其次,操作中进料大幅波动或者升压降压速度过快也会不同程度的损坏催化剂。

再次,升温、降温速度过快。

2.2.3频繁的开停工导致催化剂破碎。

在转化炉的开工升温过程中,转化炉管受热膨,催化剂的膨胀率小于转化炉管,导致催化剂在炉管中下沉,当转化炉局部降温或完全降温时,炉管收缩导致催化剂受压破碎。

2.3催化剂积碳。

转化催化剂表面出现轻微结炭时,因积碳掩盖活性中心,活性下降吸热减少而出现花斑、热带、出口尾气中芳烃增加,催化剂积碳严重时,表现为床层阻力迅速增加,转化炉管表面温度很快升高,直至出现红管。

2.4催化剂中毒。

滞留在催化剂上的任何物质都可能以固体的形式沉积在催化剂上,从而使蒸汽转化催化剂的效能下降,一般来说,硫、氯、砷是比较严重的毒物。

但最常见的还是硫中毒,硫中毒是可逆的。

一般情况下,硫主要引起转化炉上部催化剂中毒,而不引起整个床层中毒,硫严重超标时也会导致整个系统污染。

3防止转化催化剂失活的对策和活性下降后采取的措施。

3.1催化剂填装的技术要求及质量判断。

3.1.1技术要求:
装填催化剂要在晴天进行,催化剂填装前要先筛除粉末;炉管内要用棉纱或棉布擦拭干净,以保证无油污和杂物;检查确认炉管与分集合联管接处孔板无堵塞,并测空管压力降合格。

如果催化剂在填装过程中有个别炉管的装填不符合阻力降偏差小于5%的要求,应将催化剂卸出重装。

3.1.2转化催化剂的装填质量评价:装剂过程中进行顺利,没有出现催化剂从半空落下的现象;在装剂过程中测量的各袋催化剂的高度偏差在20mm以内;下段催化剂装完后所测的各炉管压力降与平均压力降之差小于5%,最好小于3%;在装剂过程中,防护得当,没有杂物掉进转化炉管中。

3.2防止转化催化剂粉碎的措施。

3.2.1催化剂在使用之前要充分干燥。

3.2.2在正常生产中要严格控制温度、压力、水碳比,遵循微调细调的原则,防止野蛮操作。

无论是开工、停工还是正常生产时升压、降压速度要严格要求≤0.5MPa/h。

再次,升温、降温速度过快,无论是降温还是升温速度要严格要求≤30℃/h,其中120℃恒温为转化催化剂脱水时间,210℃恒温为转化催化剂进一步脱水时间。

3.2.3减少开停工次数,延长运转周期。

3.3防止转化催化剂积碳的对策以及积碳以后采取的措施。

3.3.1积碳现象的判断。

转化催化剂床层一旦发生积碳,所表现的现象是花斑、热带、红管和床层阻力升高,转化出口残余甲烷含量升高。

积碳严重时会导致
炉管堵塞,导致压差增大,反应介质不能通过,反应吸热减少,最终出现亮管。

亮管的出现时十分严重的事,如果不采取措施,往往会发生爆管现象。

3.3.2防止积碳的对策。

3.3.2.1选择洁净原料。

制氢原料中一般要求烯烃含量小于1%,芳烃含量小于13%,环烷烃含量小于36%。

同时为提高单位原料的产氢量或者说降低每标准立方米氢气的原料消耗,应优先选择平均分子量小、比重轻、芳烃含量低、环烷烃含量低、烯烃含量低的烃类做原料。

3.3.2.2在正常的生产中通过稳定水碳比、进料量以及稳定转化炉火嘴的燃烧来降低转化催化剂的积碳速度。

3.3.3转化催化剂积碳后采取的措施。

转化催化剂轻微积碳时,可采取缓和烧碳的方法。

即加大转化水碳比(5.0左右),减少生产负荷(60%左右),配入一定量的还原气,在不影响制氢装置产氢的条件下加以消除。

积碳严重时,必须切除原料,配入水蒸气烧炭,蒸汽量为正常操作时的30~40%,压力为1MPa左右,严格控制各点床层温度不得高于正常生产时的温度,烧碳时间一般为4~10h,转化出口CO2下降并稳定到一个最低值时,则烧炭结束。

烧碳结束后,重新还原方可投油,如果烧炭结束仍不能恢复正常操作时,则应更换催化剂。

3.4防止转化催化剂中毒的对策及中毒后采取的措施。

3.4.1防止中毒的对策。

转化进料对硫含量与氯含量的允许指标为:硫含量不大于0.5ppm,氯含量不大于0.3ppm,预防氯中毒除了要保证洁净的进料,还要保证蒸汽质量,转化催化剂最常见的为硫中毒。

3.4.2转化催化剂硫中毒后的现象判断。

硫中毒初期首先表现为转化入口或上部转化催化剂的活性下降,首先表现为上部转化炉管温度的升高,吸热区下移,转化炉管中二、三米温度的升高是判断硫中毒或催化剂活性下降的方法之一。

硫中毒还表现为转化气中残余甲烷的增加和芳烃的穿透。

工艺气中硫含量增加,直接引起出口甲烷的上升,据资料报道:工艺气中每增加0.1ppm的硫,炉管温度会增加2℃,因此硫中毒的程度可以从转化催化剂床层温度的变化趋势来判断。

如果转化炉的燃料气与制氢原料相同,硫含量超标时,在引风机出口会出现结块硫磺。

4结论。

目前,先进的DCS控制系统能够在线优化各种转化制氢参数,仪表系统制定了多个目标模拟优化方案,在优化过程中充分考虑转化催化剂对空速、水碳比、温度的要求,在保证氢气产量与质量的基础上,能够做到系统的最优。

最后需要强调的是,如果操作人员技术娴熟、责任心强,对各种紧急事故能够早发现、早处理或者对各种预防措施自开始就运作正常,烃类蒸汽转化催化剂达到较长的使用寿命是完全可能的。

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