Z417-Z418转化催化剂干燥-还原过程总结

一．填空题1.氢腐蚀有（）（）（）三种现象。

2.热传递的基本方式有（），（），（）。

3.锅炉的三大安全附件是指（）（）（）4.转化催化剂中加入钾碱的作用是（）5.影响转化催化剂寿命的最主要因素是（）6.对于转化炉的风机，应先开（），后开（）7.压力容器分为（）（）（）三类。

8.、锅炉系统的排污分为（）和（）两种9.燃烧必备的三要素是（）（）（）10.原料经过加氢脱硫的目的是（）11.氢气的爆炸极限是（）12.加氢催化剂预硫化介质是（）13.转化催化剂还原条件：入口（），床层出口温度( )，循环气中H2( )，H2空速( )，H2O/H( ),在达到上述条件后( )小时14.制氢装置开工前催化剂要经过（）、（）、（）、（）等几个阶段处理。

15.影响加热炉热效率的主要因素有（）和（）16.影响催化剂寿命的主要因素是（）和（）17.转化炉点火要遵循（）、（）的原则，防止（）18.加热炉的“三门一板”是（）、（）、（）和（）19.氢脆的条件是：必须有（）存在，且温度适宜，并且有水存在20.转化引蒸汽时，转化入口温度应大于（）℃21.、汽包液位应保持在（）22.汽水循环方式主要有（）（）两种23.转化降量的原则先降（）再降（）后降（）24.润滑油的作用有（）（）（）（）（）（）（）25.转化催化剂结盐主要是（）26.离心泵的工作点不恰当的话很容易产生（）现象27.计量泵属于（）28.转化和PSA系统置换合格的标准是（）29.灭火的四种基本方法（）（）（）（）答案1氢蚀、氢鼓泡、氢脆2传导、对流、辐射3安全阀、压力表、水位计4抗积炭5结炭6引风机、鼓风机7一级、二级、三级8连续排污、间断排污9可燃物、助燃物、着火源10避免转化催化剂中毒11.4-74%12氮气13. 入口480－500℃、床层出口温度≤750℃、循环气中H2≥60％)，H2空速(≥300/时)，H2O/H (≤7), 在达到上述条件后8－12小时14. 装填、干燥、预硫化、还原15烟气出炉温度、过剩空气系数16中毒和结碳 1 7均匀、对称，转化炉管受热不匀18风门、油门、汽门和烟道挡板19硫化物20. 320℃21. 40%——70% 22. 自然循环强制循环23燃料原料蒸汽24润滑冷却冲洗保护减震卸荷密封25蒸汽质量不合格26气蚀27往复式泵28氧气O2<0.5%，烃类含量<1%29隔离、窒息、冷却、抑制30，我装置转化催化剂型号为（），活性组分为（）。

烃类水蒸气转化法制氢概述摘要：本文以烃类水蒸气转化法为例概述了原料经过预处理、转化、中温变换、PSA变压吸附等步骤转化为氢气纯度达到99.9%以上的过程。

关键词：烃类水蒸气转化预处理吸附提纯1 烃类水蒸气转化法原理烃类水蒸汽转化是以烃类为原料，在一定温度和催化剂作用下使烃类和水蒸汽经过一系列的分解、裂化、脱氢、结炭、消炭、氧化、变换、甲烷化等反应，最终转化为H2、CO、CO2、和少量残余的CH4，其中H2是本阶段的目的产物。

烃类的蒸汽转化反应如下：CnHm+nH2O=nCO+（n+m/2）H2――QCH4+H2O=CO+3H2――206000KJ/KmolCO+H2O=CO2+H2――41200KJ/Kmol转化炉内进行的烃类蒸汽转化反应是一个极复杂的平行、顺序反应体系。

从以上反应原理中可以看出其反应过程需需要吸收大量的热，这就要就反应要有较高的反应温度，而烃类易在高温下裂解结炭特别是烯烃，结炭是转化过程中的必然反应，当结炭反应速度大于消炭反应速度时，转化催化剂就会积炭，使催化剂活性下降甚至丧失。

为保证催化剂活性，就要有大于反应所需求过量的水蒸气来进行消炭，从转化后阶段来看，反应生成的CO也需要水蒸汽与之反应，所以生产时要求转化进料始终保持一定的水碳比，使消炭速度大于结炭速度，避免催化剂上炭的沉积。

烃类水蒸气转化法其催化剂主要活性组分为单质Ni，其对原料品质有较高要求，原料中的硫、氯等有害杂质能与转化催化剂活性组分Ni反应生成不可逆转的化合物，从而使其永久性中毒失去活性。

为了充分发挥转化催化剂的活性，并获得较高的氢收率，转化床层一般装填有两种不同性能的催化剂，一般选用Z417/Z418转化催化剂。

Z417/Z418转化催化剂可以适应多种原料，并且对脱毒的需求相对较低。

Z417含有一定钾碱金属的抗结炭助剂因此作为上段催化剂使用，其具有较好的低温活性及抗积炭性能，Z418具有较高的转化活性作为下段床层催化剂。

1、转化催化剂使用操作技术1）国内常用烃类转化制氢催化剂的物化性质目前，国内制氢装置全部采用国产转化催化剂。

表6-4、6-5分别列出国内广泛采用的烃类蒸汽转化制氢催化剂的物化性质。

表6-4 国内烃类蒸汽转化制氢催化剂的物理性能表6-5 国内烃类蒸汽转化制氢催化剂的主要化学组成工业化的烃类蒸汽转化催化剂均以金属镍为活性组份。

重质烃转化上段催化剂以钾碱为抗积炭助剂，特制水泥做粘结剂。

天然气转化催化剂及重质烃转化下段催化剂采用高温预烧载体，浸渍法加入活性组份。

2）转化催化剂的选用依据——原料，工艺条件和炉型由于转化原料组成不同，目的产品不同，催化剂工业应用的工艺条件不同，因此对催化剂的性能要求也不同。

在一个特定的工业装置上选用何种烃类蒸汽转化催化剂主要从两个方面考虑。

一是根据工业装置所用的原料、工艺条件、目的产品、转化炉型；二是根据催化剂的综合性能，即催化剂的活性、抗积炭性、还原性和强度。

实际上二者互相联系，互为条件。

例如：烃类原料组分较轻，分子较小，工艺条件缓和，对催化剂的抗积炭要求就可以降低；反之，则要求催化剂的综合性能比较好。

采用什么样的原料是选择催化剂的主要依据。

中国石化齐鲁分公司研究院开发的系列烃类蒸汽转化催化剂所适用的原料见图6-1。

原料的变化对催化剂的活性影响不大，但对催化剂的积炭倾向却有较大的影响。

转化原料的组成对积炭的影响见表6-6。

它是在同样的工艺条件下，应用各种不同的纯烃类做出的。

积炭量随原料分子平均碳数增加而增加。

芳烃结碳速度高,诱导期短，烯烃则表现出极大的结炭速度和最短的诱导期。

所以，烃类转化制氢工艺中，对原料的烯烃是严格限制的，芳烃含量也不能太高。

表5不同烃类的结炭速度图6-1 根据烃类原料类型选择催化剂表6-6 不同烃类的结炭速度从表6-6看出，对转化原料的选择要十分慎重,以保证催化剂的使用寿命。

ICI 公司根据试验和操作经验得到了轻油干点、芳烃含量及转化炉出口温度和最大允许空速间的关系如图6-2。

山东恒源石油化工股份有限公司15000NM3/h制氢装置催化剂装填量及装填方案一、催化剂装填：L Y T—701/LYT-702 加氢催化剂：催化剂装填前的准备：工作场地干燥、清洁、无杂物；检查反应器内构件是否完好，内部热电偶管和衬里有无破损；认真清扫，抹净反应器内壁、出口筛板与过滤网上的赃物；准备号筛子、加料漏斗、帆布袋和软梯等。

在反应器内壁标记号瓷球和催化剂的装填高度。

将所需瓷球洗净晾干。

在催化剂床层的下部，由向往上分别装入Φ10和Φ3毫米的普通瓷球，在催化剂床层的上部由下往上分别装入Φ3、Φ5毫米的活性瓷球，即与催化剂床层接触的都是Φ3毫米的小瓷球。

瓷球高度不小于100毫米，装瓷球的目的是防止运转过程中催化剂床层位移和下陷。

催化剂装填：催化剂是一种强吸水剂，为了避免吸潮，应选在晴天装催化剂，并连续工作装完为止。

装催化剂时用料斗和帆布袋将催化剂送入反应器，催化剂出袋后的自由自由落体高度小于1米，催化剂装填人员应使布袋口沿反应器圆周方向移动，使床层均匀上升。

每升高半米至一米，耙平一次，然后再装。

使其使床层径向温差增大。

装填催化剂时应有专人负责指挥，并认真做好现场装填记录。

精心搬运，认真记录编号及计量。

催化剂装填完毕后，要及时将反应器封好，以备装置试密。

三、LYT-701/LYT-702加氢催化剂硫化催化剂装填完毕后，将硫化流程以外的系统加盲板彻底隔离。

硫化流程采用闭路循环流程或加氢反应气出口放火炬流程。

反应系统气密合格，建立氢气-氮气循环后，进行催化剂硫化。

硫化条件：氢压，MPa 常压-5.0 MPa循环介质，% N2-H2混合气氢气含量，%（v/v） 30-50空速，h-1 200-500第一个恒温硫化阶段床层温度和时间 260℃恒温6小时第二个恒温硫化阶段床层温度和时间 300℃恒温8小时硫化剂二硫化碳或二甲基二硫理论需硫量，m%（对催化剂）约8.0实际需二硫化碳、二甲基二硫量，m%（对催化剂） 15/18硫化步骤:(1)以15～20℃/h将反应器入口温度升温至175℃恒温，启动二硫化碳泵或二甲基二硫开始注入二硫化碳或二甲基二硫，开始注入量控制反应器入口硫含量在0.5-1.5%（v/v）。

转化催化剂升温还原方案一、转化催化剂的升温1、 N2升温（1）目的：以N2为介质将催化剂床层温度由常温升高到≥300℃；（2）操作要点a. 升温速度控制为~20℃/时，N2气压力控制在0.3~0.5Mpa，流量：设计量的50%；b. N2升温的热量来自于预热炉，根据升温要求用调节烧嘴燃料气量及开启烧嘴个数来控制；c. N2升温终点温度为转化炉出口温度达到300℃。

2、蒸汽升温（1）目的：以蒸汽为介质，将转化催化剂床层上部温度升高到～650℃。

（2）操作要点a. 需待转化炉出口温度高于当时压力下的蒸汽露点50℃，才能将N2升温切换为蒸汽升温，防止因蒸汽冷凝损坏催化剂；b. 升温速度：转化炉出口温度≤500℃时，升温速率30~50℃/h；转化炉出口温度≥500℃时，升温速率≥50℃/h；蒸汽流量：设计流量的50%，控制转化出口压力~0.8MPa；c. 蒸汽已作为加热介质后，需注意系统低点导淋及时排除冷凝水；注：当蒸汽升温至转化炉出口温度大于500℃时，应控制升温速度及升温时间，防止因在高温蒸汽状态下停留时间太长而损坏催化剂；二、转化催化剂的还原1、目的催化剂产品是以氧化镍形式提供的，金属镍才具有活性，因此在使用前，必须使催化剂活化，通过还原反应使氧化镍转化为金属镍；还原操作另一重要目的是脱除转化催化剂所含有的少量硫化物等毒物，以使催化剂的活性在运转中得以充分发挥；还原以焦炉气和蒸汽为介质，反应所需热量由焦炉气与氧气发生燃烧反应提供。

2、转化催化剂还原条件（1）进入转化炉的原料气硫含量为＜0.1PPm；（2）还原压力：~0.8Mpa；（3）焦炉气流量：设计流量的30%；（4）转化炉入口温度＞650℃（5）氧气流量：据升温速度需要逐渐增加；（6）转化炉初始导入焦炉气和氧气时，适当加入蒸汽，已着火后控制H2O/C~5.0。

3、还原操作要点（1）转化炉导入焦炉气和纯氧以前，转化炉顶部温度必须高于焦炉气的着火点，因焦炉气和纯氧中配有适量的水蒸气，着火温度要求更高一些，因此为确保一次点火成功，建议在转化炉顶部温度＞650℃时，才开始导入焦炉气和纯氧；（2）转化炉进行点火操作时，焦炉气流量控制在设计流量的30%；（3）转化炉导入纯氧操作：点火时空速不宜过大，系统及物料的压力必须稳定，纯氧初始导入量应由少到多逐渐加入，当确认已点燃后（床层温度升高），才可将导入量增加，控制升温速度＜80℃/h；若点火未成功，应立即切断导入的纯氧和焦炉气，用蒸汽置换后重新点火，以保证不致在炉内形成爆炸性气体；（4）确认点火成功后，控制水碳比~5.0，转化出口温度不超过900℃；还原时间：6~8时；（5）转化催化剂的放硫为彻底脱除转化催化剂内所含微量硫，在还原过程中应随时检查转化催化剂的放硫情况，只有催化剂中硫化物等毒物脱净后，它才能表现出高活性，才能认为催化剂还原阶段已结束；转化炉出口气体中的硫含量（需同时分析进出口气体组份中的硫含量），连续三次以上测定值为＜0.2PPm，再稳定2小时，则放硫阶段结束。

80000Nm3/h制氢装置转化催化剂换剂后运行分析发布时间：2021-07-12T16:15:24.217Z 来源：《科学与技术》2021年第8期作者：时爽[导读] 本文研究了中韩（武汉）石化80000Nm3/h制氢装置转化催化剂换剂后的运行工况时爽中国石油化工股份有限公司中韩（武汉）石化，湖北武汉 430082摘要：本文研究了中韩（武汉）石化80000Nm3/h制氢装置转化催化剂换剂后的运行工况：包括进料组成、转化炉出口温度、水碳比、转化催化剂平衡温距及转化率进行分析，通过对比换剂前后的转化出口温度、水碳比及转化率，得出了新剂在降低了助剂钾的含量后，可在较低温度下运行，其转化率仍达到80%，即新剂催化活性满足当前工况下的生产，同时操作中转化出口温度降低、配汽量减少不影响转化率，利于装置节能降耗。

关键词：转化催化剂；水碳比；转化率；1.装置运行现状中韩（武汉）石化2#制氢装置为年产80000Nm3/h氢气，设计为炼厂气（催化干气及焦化干气C2提纯后吸附废气）混合天然气经加氢脱硫处理，原料转化为CH4为主的单一组分，用蒸汽转化法先经预转化初步反应再进入转化炉深度反应制氢，富氢转化气经废热锅炉及一系列换热器取热冷却并脱碳，后由PSA单元变压吸附分离提纯产品氢。

2#制氢装置于2018年10月2日因废热锅炉管束内漏，带病运行仍无法达到生产要求，遂计划停工堵管检修后恢复生产，经研究分析废热锅炉管束内漏主因之一为转化催化剂破碎粉末积聚在废热锅炉管束中，在高温下金属离子迁移进入管材造成垢下腐蚀[1]，后于2020年10月14日停工大检修更换低钾转化催化剂。

转化催化剂为活性组分为单质镍的镍基催化剂，研究表明[2-4]助剂钾不仅能加快积碳气化速度有效抑制镍基催化剂的积碳，同时可改变积碳反应类型，使得消碳反应在低温下发生。

主催化剂由原来的Z417/Z418更换为KLZ301 / KLZ302，其助剂中钾含量降至2%，但由于碱金属钾的存在可以时H2O和CO2对碳的气化反应速度成百倍提升[5-7]，具有抗积碳性能，故换剂后的低钾新剂如何在生产中避免积炭、中毒失活，在保证装置长周期平稳运行的同时进行优化，成为一项重要的研究工作。

Z417/Z418轻油转化蒸汽法制氢催化剂Z417/Z418催化剂是齐鲁开发成功的轻油转化蒸汽法制氢催化剂。

适用于以轻油为原料取氨合成气氢气及甲醇合成气的造气过程。

上段Z417与下段Z418按一定的比例装填于转化炉管内。

Z417/Z418催化剂具有优良的活性抗积碳性和机械强度，并有较低的钾流失速率，而且能耐料高空速，操作弹性大，对炉型适应性强，可应用于顶烧可侧烧两种转化炉型。

3. 1催化剂的物理性质催化剂的物理性质见表*催化剂的尺寸可根据用户需要进行调整。

尺寸不同，其堆密度单位装填体积的活性以及床层阻力也有所不同。

催化剂的还原态为黑色。

3.2催化剂的化学性质两种催化剂均以金属镍为活性组分。

Z417以高铝水泥做粘结剂，以钾碱为抗炭助剂。

Z418以预烧铝权钙为载体，浸渍法加入镍组分，主要化学组成见表：新催化剂中镍以氧化镍形式存在，使用时先进行还原。

下段Z417对上段Z418催化剂缓慢释放出来的钾有一定的捕集能力。

Z417中的硅与其它组分呈结合状态，不会引起钾硅迁移对过程和设备产生危害。

3.3反应原理及使用条件化学反应原理：一般认为，轻油水蒸汽转化的主要反应有：CNHm＋Nho=nCO＋(n＋m/2)H2(吸热) (1)CO＋H2O=CO2＋H2(放热) (2)CO＋3H2=CH4＋H2O（放热）（3）此外，还存在高级烃裂解生成低分子的反应等，最终产品气组成由（2）和（3）平衡决定。

轻油转化是体积增大的强吸热反应，压力低，温度高及水炭比高有利于化学平衡向产品气方向移动。

由于高压能够显著降低动力消耗，因此仍为工业上采用。

在制氨合成气和制氢为目的的一段炉中使用，经济合理的水炭比在此3.2～6.0之间为宜，视具体工艺条件而定。

温度高有利于反应进行，但受到管材的限制；反应温度过低会引起残余甲烷升高，而且还可能因此导致转化不完全引起高级烃向下穿透，导致下段催化剂积炭。

一般在出口760～815℃下操作，床层入口温度尽可能提高到480～500℃左右为宜。

低变催化剂的还原与使用情况总结
黄智
【期刊名称】《大氮肥》
【年(卷),期】2001(024)003
【摘要】对低温变换催化剂的还原及使用情况进行详细分析与总结.
【总页数】4页(P174-177)
【作者】黄智
【作者单位】乌鲁木齐石化公司化肥厂,新疆,乌鲁木齐,830019
【正文语种】中文
【中图分类】TQ44
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中温变换催化剂的升温还原原操作说明中温变换催化剂的升温还原，钝化降温原理和操作方法中变触媒是以三氧化二铁为主体的铁铬触媒，其本身是没有催化活性的，在生产时必须先将其还原成尖晶石结果的四氧化三铁，才具有很高的催化活性。

其还原方法是利用半水煤气中的CO和H2来进行的，其还原反应如下：3Fe2O3 ＋CO ＝2Fe3O4 ＋CO 2＋Q3Fe2O3 ＋H2 ＝2Fe3O 4 ＋H2O ＋Q一，升温还原前的准备工作1，根据所用催化剂的性能，制定相应的升温还原方案，绘制升温曲线，准备好操作记录表，同时检查电炉及电器，仪表，完好正常后方可进行。

2，认真检查系统内各盲板是否拆除，系统是否吹净，试压置换合格，系统内各阀门的开关是否在正确位置。

3，触媒升温还原操作人员应有明确分工，炉温操作有技术熟练的主操作担任。

二，升温还原程序1，升温还原方法：先用被电炉加热器的高温空气进行升温，然后配入半水煤气进行还原。

整个升温还原操作分为空气升温，蒸汽置换和过CO还原三个阶段。

2，确定升温还原的流程和线路，使其畅通合理，完成升温前的所有准备工作后，便可向变换系统输送空气。

3，开启罗茨机或压缩机，以最大空气量通过升温还原系统，要求空速在200～300NM3／hm3，在保证电炉出口温度及升温速率的前提下，空速越大越好，全开放空阀，使系统压力越低越好。

4试送一组电炉，开始空气升温。

电炉出口温度及升温速率必须严格地按方案控制，温度不宜过高，升温速率不宜过快。

电炉出口温度及升温速率的控制方法是气量的变化和电炉功率的调节相配合，其操作首先保证大空速，其次是调节电炉功率。

5，尽可能地缩小触媒层的轴向温差，温差以50～80℃为妥。

120℃恒温主要是缩小触媒层轴向温差，有得于游离水缓慢地蒸发，以保证触媒的平稳温升和保护触媒的强度。

200℃恒温应将触媒层最低温度提至高于蒸汽漏点温度20℃以上，在系统压力为0.05～0.1MPa时，触媒最低温度应在120～130℃以上，为蒸汽置换作好温度上的准备。