制氢装置转化中变催化剂还原方案
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制氢装置转化中变催化剂还原方案
注：
此过程还需催化剂厂家确认。
转化催化剂还原的步骤 6.2.1(M)- 确认转化催化剂达到还原条件：
转化入口温度480-520℃，出口温度为820±10℃
水蒸汽量为正常负荷的50%，约控制在8t/h左右
氢气纯度>90%
中变床层温度稳定在250℃
[P]- 由管GH-2101引外来开工用氢入原料气压缩机3然后根据情，开始配氢量100-200Nm/h入口分液罐D-2101， 况慢慢增加。若由于配氢量增加配氢后要密切注意系统压力，[I]-
造成系统压力升高时，要及时放空到火炬线。％开始，每次分析转化入口气中氢气浓度，由2[I]-
％，若转化和中变温升都不明显则将氢气浓度继依次增加2％后，每次增20续提高2％，直到循环气中的氢气含量达到％
以％，继续配氢，直到循环气中的氢气含量达到6010加以后，每次提高氢气浓度20%上。注意循环气中氢浓度达到 之间。O/HH时都相应要把配蒸汽量提高，维持5-7比值在22．
相应浓度下的配入蒸汽量可参考如下计算：
3比按O/H/h计，H氮氢气循环量按5000Nm22 计算5-718/22.4
××5%最小配汽量kg/h=5000×H218/22.4
××7最大配汽量kg/h=5000×H%2 转化催化剂还原升温控制表：[I]-
温度范围（℃） 升温速度/h（℃） ）时间（h 累计时间 h）（
常温～130 10 10 10
130 恒温 10 20
220 ～130 10-15 8 28
220 恒温 10 38
～220350 10 12 50
350 恒温 10 60
800
～350 30 15 75
转化催化剂还原升温曲线： [I]-
温度(℃)800700600500400300200100405060702010时间(h)转化催化剂还原升温曲线
80
0 30
当转化进口、出口的氢含量不变时，可认为还原合格(约12小时)
中变催化剂还原的步骤 6.2.2[I]- 中变反应器配氢后，在还原初期保持催化剂床层入口温度250℃恒温2小时后以10℃
/h的速度逐步升高入口温度，但入口温度不能超过320℃。
[P]- 发现床层温度上升过快时，立即改脱硫后放空，并停止配氢，等原因清楚，问题得到解决后再进行还原操作。
(M)- 中变床层看到明显的温波通过后，床层温度达到330～400℃，进出口氢浓度在60％以上维持10小时，如出口氢浓度无明显变化且床层无明显温升时，可认为中变催化．
剂还原结束。
[I]- 中变催化剂升温控制表：
温度范围（℃） 升温速度/h）
（℃ h）时间（ 累计时间（h）
常温～120 20 4 4
120 恒温 8 12
～120250 30 5 17
250 恒温 8 25
～250320 10 8 33
320 恒温 10 43
～320370 10 5 48
370 恒温 2 50
～370340 20 2 52
中变催化剂升温控制曲线： [I]-
温度(℃)40353025201510511222334445时间(h中变催化剂还原升温曲线
转化中变催化剂配氢还原注意事项 6.2.3 状态S3
转化升温，转化催化剂、中变催化剂还原结束。
6.2.3.1 转化催化剂还原升温
升温前一定要对系统进行气密实验并用氮气置换合格，升温方法如下：
第一种，氧化气氛升温。从常温升至床层出口约200℃的阶段，以氮气循环，当床层各点温度均在水蒸汽露点温度以上时，可引入水蒸气以30～40℃/小时的速度继续升温。使床层温度分布均匀，整个升温过程都应防止系统中漏入烃类。升至还原温度时，切入还原介质，控制HO/H（摩尔比）22．
小于7.0。
第二种，还原气氛升温。从常温升至床层入口约200℃阶段，用氮气循环升温，保证床层各点温度均在水蒸气露点温度以上。切换水蒸气并立即配入一定量的还原性气体，控制水氢比（体积）在7.5以下，以30～40℃/小时升温至还原温度。当使用预还原的催化剂时，应采取此方法升温。
氮气升温时，氮气中的氧含量不得大于0.5%，系统压力0.4～1.0MPa，若发现烃类进入系统，应将循环气置换掉。
水蒸气加入量一般为满负荷运行时的30～40%，以保证在各转化炉管中能均匀分配。
升温速度一般不超过50℃/小时，较慢的升温速度对催化剂和转化炉体耐火材料都是必要的，力求床层内温度差最小。
6.2.3.2 转化催化剂还原注意事项
镍催化剂还原是轻微的放热反应：
NiO + H= HO + Ni 22
NiO + H= HO + Ni
22
反应过程无体积变化，提高温度和氢气分压有利于还原。
还原介质可用重整氢等富氢气体，或投用自产裂解气，不管使用哪一种还原介质其中干基氢浓度大于60%，HO/H小22 。7.5于
温度对还原过程有关键的影响，无论从镍还原的平衡还是反应速度考虑，提高温度都是有利的，在整个还原期间的催化剂床层入口要尽可能提高，维持在490～500℃，（如果上段入口处装预还原态催化剂，入口温度可以低些。）出口温度800±10℃，以利于催化剂充分还原。在大型转化炉中还原要确保各炉管均达到还原温度。为此，各烧嘴的燃料喷射量须事先检查是否合乎要求。还原过程中最好点齐全部烧嘴，以保证温度均匀，因超温不能点齐时，也应在还原过程中交
换点燃。
还原压力可根据还原系统的阻力而定，一般为0.6～1.0MPa。
工业装置一般在还原气中配入水蒸气，在湿氢条件下还原。
-1，～7.0氢空速必须控制在300h以上，水氢分子比为3.0使催化剂处于还原气氛中，水氢比越低越有利于还原，还原
期间，严防原料烃进入转化炉，以防造成积碳。原始开车的还原时间，是从催化剂床层入口温度大于小时，短时间（不超～12℃时计，约为490℃，出口达8008小时。若停～633过小时）被钝化的催化剂还原时间可减至车在还原气氛中进行，重新开时只须在还原气氛中升温至投 料条件即可。还原过程中，介质可以一次通过，也可返氢循环，后者．
较为经济。
6.2.3.3 中变催化剂升温还原
升温介质可用空气、氮气、过热蒸汽、天然气或工艺气等气体。
⑴ 如果用干空气升温时，催化剂床层最高温度应严格控制在150℃以下（压力小于0.7MPa），然后改用其它加热介质继续升温。
⑵ 如果用过热蒸汽升温，可直接升温至220℃，在改用工艺气升温。（综合各种因素的影响，本装置采用氮气对中变催化剂床层进行升温）
⑶ 以天然气为原料加压连续转化中，最好采用氮气升温至
180℃，再用过热蒸汽升温至220℃，用工艺气继续升温。
⑷ 催化剂床层温升速度≤80℃/h，介质的空速200～-1 300h。
中变催化剂还原注意事项 6.2.3.4才OO形式提供，必须还原为FeB-113型催化剂以γ-Fe4323 具备催化活性。℃左右，有水蒸气存在下，通入还型催化剂在200B-113 原性气体，会有明显的还原反应：O+9.26 kj/mol
+H+H=2FeOO3Fe223234 的过度还原反应：Fe3O4如果没有水蒸气存在，会发生O-149.92 kj/mol
=3Fe+4H+HOFe2243．
金属铁的生成会促进甲烷化反应和CO的歧化反应。
CO+3H=CH+HO+206.28 kj/mol 2242CO=CO+C+172.5 kj/mol
2上述反应会放出大量的热，易引起催化剂超温或烧结。所以当催化剂床层温度升到200℃以上时，不准用还原干气升温。根据热力学数据，当床温为400℃时，PH /（PH+PHO）222＜0.86就可以防止金属铁生成。
还原初期应保持催化剂床层入口温度250℃至少2h，以避免催化剂床层底部可能出现的过快温升，其温升速度不允许超过20℃/h，如果温升过快，则应降低入口温度，如果温升过慢，则以10℃/h的速度逐步升高入口温度，无论如何此阶段入口温度不得超过320℃。还原初期亦可采用试配气的方法，以避免床层飞温造成不必要的损失。
当中变反应器操作压力0.5～2MPa，空速＞200h-1，入口温
度控制在300～370℃（还原末期可提升至370℃），经过6～8小时催化剂就可顺利的还原完毕。
在催化剂还原的同时，催化剂本体中微量的硫也被还原，并以HS的形式弛放出来。当催化剂床层温度达到220℃2时，已开始有HS的弛出，为了跟踪催化剂的本体放硫情况，2必须在中变气导转化气后，立即做硫含量分析，否则难以获得HS的分析数据。 2型中变催化剂很容易还原，当采样分析中变出口B-113．
气体中H含量不变，并且达到设计要求时，即表明催化剂已2还原结束，如出口硫含量分析合格，则提高进口温度，使出口温度比正常流程温度高10℃，经过2～4小时后，出口硫分析合格，即表明放硫结束。
