制氫知識問答

催化劑基本知識1、什么是催化劑？催化作用的基本特征是什么？答：在化學(xué)反應(yīng)中能改變能改變反應(yīng)速度而本身的組成和重量在反應(yīng)前后保持不變的物質(zhì)叫催化劑。加快反應(yīng)速度的叫正催化劑；減慢的叫負(fù)催化劑。通常所說的催化劑是指正催化劑。催化作用改變了化學(xué)反應(yīng)的途徑。在反應(yīng)終了，相對于始態(tài)，催化劑雖不發(fā)生變化，但卻參與了反應(yīng)，例如形成了活化吸附態(tài)、中間產(chǎn)物等，因而使反應(yīng)所需的活化能降低。催化作用不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)，但卻縮短了達(dá)到平衡的時間，在可逆反應(yīng)中能以同樣的倍率提高正、逆反應(yīng)的速度。催化劑只能加速在熱力學(xué)上可能發(fā)生的反應(yīng)，而不能加速在熱力學(xué)上不可能發(fā)生的反應(yīng)。2、什么是活化能？答：催化過程之所以能加快反應(yīng)速度，一般來說是由于催化劑降低了活化能。從一般意義上來說，反應(yīng)物分子有了較高的能量，才能處于活化狀態(tài)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這個能量一般一般遠(yuǎn)較分子的平均能量為高，兩者之間的差值就是活化能。在一定溫度下，活化能越大，反應(yīng)越慢，活化能越小，反應(yīng)越快。也可以說，在化學(xué)反應(yīng)中使普通分子變成活化分子所必須提供的最小能量就是活化能。其單位通常用千卡/克分子或千焦/摩爾表示。3、什么是催化劑的活性？具體有哪些表示方法？衡量一種催化劑的催化效能采用催化活性來表示。催化活性是催化劑對反應(yīng)速度的影響程度，是判斷催化劑效能高低的標(biāo)準(zhǔn)。對于固體催化劑的催化活性，多采用以下幾種表示方法：（1）催化劑的比活性（2）反應(yīng)速率表示法（3）工業(yè)上常用轉(zhuǎn)化率來表示催化活性（4）用每小時每升催化劑所得到的產(chǎn)物重量的數(shù)值來表示活性。4、什么是催化劑失活？失活的原因有哪些？對大多數(shù)工業(yè)催化劑來說，它的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)隨催化反應(yīng)的進行發(fā)生微小的變化，短期之間很難察覺。然而，長期運行過程中，這些變化累積起來，造成催化劑活性、選擇性的顯著下降，這就是催化劑的失活過程。另外，反應(yīng)物中存在的毒物和雜質(zhì)，上游工藝帶來的粉塵、反應(yīng)過程中原料結(jié)碳等外部原因也會引起催化劑活性、選擇性的下降。催化劑失活的主要原因有：原料中的毒物，催化劑超溫引起熱老化，進料比例失調(diào)，工藝條件波動以及長期使用過程中由于催化劑的固體結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生變化或遭到破壞而引起的活性、選擇性衰減。5、什么是催化劑的選擇性？當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在熱力學(xué)上可能有幾個反應(yīng)方向時，一種催化劑在一定條件下只對其中的一個反應(yīng)起加速作用，這種專門對某一個化學(xué)反應(yīng)起加速作用的性能，稱為催化劑的選擇性。催化劑的選擇性主要取決于催化劑的組分、結(jié)構(gòu)及催化反應(yīng)過程中的工藝條件，如壓力、溫度、介質(zhì)等。6、催化劑中毒分哪幾種？催化劑中毒分為可逆中毒、不可逆中毒和選擇中毒。可逆中毒：毒物在活性中心上吸附或化合時，生成的鍵強度相對較弱，可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔザ疚?，使催化劑活性恢?fù)，而不會影響催化劑的性質(zhì)，這種中毒稱可逆中毒或暫時中毒。不可逆中毒：毒物與催化劑作用形成很強的化學(xué)鍵，難以用一般的方法將毒物除去，使催化劑活性恢復(fù)，這種中毒叫不可逆中毒或永久中毒。選擇中毒：一個催化劑中毒之后可能失去對某一反應(yīng)的催化能力，但對別的反應(yīng)仍具有催化活性，這種現(xiàn)象稱為選擇中毒。7、催化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)按其催化作用分哪幾類？工業(yè)催化劑大多不是單一的化合物，而是由多種化合物組成，按其在催化反應(yīng)中所起的作用可分為主活性組分、助劑和載體三部分。（1）主活性組分是催化劑中起主要催化作用的組分。（2）助劑添加到催化劑中用來提高主活性組分的催化性能，提高催化劑的選擇性和熱穩(wěn)定性。（3）載體是負(fù)載活性組分兵具有足夠的機械強度的多孔性物質(zhì)。8、什么是催化劑的比表面？簡述比表面性。單位重量催化劑所具有的表面叫做比表面，單位是m2/g。多相催化反應(yīng)發(fā)生在催化劑表面，所以催化劑比表面的大小會影響到催化劑活性的高低。但是比表面的大小一般并不與催化劑的活性直接成比例。因為比表面是催化劑的總表面，具有催化活性的面積（活性表面）只站總面積的一部分。為此催化劑的活性還與活性組分在表面上的分散有關(guān)。另外催化劑的比表面絕大部分是顆粒的內(nèi)表面，孔結(jié)構(gòu)不同，傳質(zhì)過程也不同。為此催化劑的活性還與表面利用率有關(guān)?？傊缺砻骐m不能直接表征催化劑的活性，卻能相對反應(yīng)催化劑活性的高低，是催化劑的基本性質(zhì)之一。制氫原料及預(yù)處理部分的基本知識1、適用于蒸汽轉(zhuǎn)化制氫的烴類原料有哪些？適用于蒸汽轉(zhuǎn)化的烴類原料大體分為氣態(tài)烴和液態(tài)烴。(1)氣態(tài)烴包括天然氣、液化石油氣和各種煉廠氣。(2)液態(tài)烴包括直餾石腦油、抽余油、拔頭油以及二次加工油。2、天然氣用做制氫原料對轉(zhuǎn)化催化劑有什么要求？天然氣主要由甲烷和少量乙烷、丙烷等組成，不含有較高級的烴類，也不含有烯烴。在轉(zhuǎn)化條件下不發(fā)生裂解、聚合等一系列積碳反應(yīng)，在反應(yīng)管內(nèi)主要進行的是甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)和變換反應(yīng)，所以要求天然氣轉(zhuǎn)化催化劑具有較高的轉(zhuǎn)化活性、穩(wěn)定性和強度，以獲得較長的使用壽命。為此必須保持催化劑具有較大的穩(wěn)定的活性表面。天然氣轉(zhuǎn)化催化劑目前基本上采用預(yù)燒結(jié)型載體負(fù)載鎳的形式，保持物理結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和鎳組分的分布均勻。此外還采用各種形狀的催化劑來提高催化劑的幾何表面積，增加活性表面的利用率來達(dá)到高活性的目的。3、制氫原料為什么要脫硫？制氫原料中的硫化物對制氫過程中使用的一系列催化劑都有毒害作用。尤其對轉(zhuǎn)化催化劑毒害較明顯，其硫容極限為0.3—0.5%，超過這個極限將造成催化劑的失活。因此在原料進轉(zhuǎn)化爐之前要先對其進行預(yù)硫化。4、鈷鉬加氫催化劑對脫硫有什么作用？其反應(yīng)式如何？原料中的有機硫化物進入加氫反應(yīng)器后，在鈷鉬加氫催化劑的作用下與氫氣反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為硫化氫和烴。其主要反應(yīng)式為：RSH+H2=RH+H2SRSR/+2H2=RH+R/H+H2SRSSR/+3H2=RH+R/H2H2SC4H4S+4H2=C4H10+H2SCOS+H2=CO+H2SCS2+4H2=CH4+2H2S這些反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)很大。因此只要反應(yīng)速度足夠快，有機硫的轉(zhuǎn)化是完全的。鈷鉬催化劑還能使烯烴加氫成飽和烴。5、一般加氫脫硫的氫油比為多少？氫油比的高低對反應(yīng)及設(shè)備有何影響?一般加氫脫硫的氫油比(H2／油)為80一100(體積)。加氫轉(zhuǎn)化速度與氫分壓有關(guān)，增加氫油比，即提高氫分壓，不但能抑制催化劑的積炭，還有利于氫解過程的進行．相反，烴類的分壓增加，由于烴類在催化劑表面被吸附，從而減少了催化劑表面積，抑制氫解反應(yīng)．所以通常氫油比高，有利于氫解反應(yīng)進行，但動力消耗增大，對于汽提流程如氫不考慮循環(huán)使用，則脫硫費用加大。氫油比過低，脫硫達(dá)不到要求，不能滿足后工序的工藝要求．6、加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度、壓力、空速對反應(yīng)有哪些影響？不同的使用條件如溫度、壓力、空速、H2／油等將直接影響脫硫精度，故選擇合適的操作條件，對提高有機硫化物的加氫轉(zhuǎn)化極為重要．（1）鉆鉬硫化劑進行加氫脫硫時，操作溫度通?？刂圃?50—400℃范圍內(nèi)，當(dāng)溫度低于320℃，加氫效果明顯下降，溫度高于420℃以上催化劑表面聚合結(jié)碳現(xiàn)象增加．（2）由于有機硫化物在輕油中含量不高，故壓力對氫解反應(yīng)影響不大，考慮到整個工藝流程的要求，通?？刂圃?．5—4MPa。（3）空速對加氫反應(yīng)有較大的影響，在工廠使用條件下該反應(yīng)屬于擴散控制。如增加空速，則原料氫在催化劑床層中停留時間縮短，含有機硫化物的原料未進入內(nèi)表面，既穿過催化劑床層，使反應(yīng)不完全，同時降低了催化劑內(nèi)表面利用率。所以欲使原料中有機硫達(dá)到一定加氫程度，要在一定的低空速下進行。但考慮到設(shè)備生產(chǎn)能力，在保證出口硫含量滿足工藝要求的條件下，通常均采用盡可能高的空速。7、加氫催化劑主要有哪些型號?其主要成分、性能如何?目前國內(nèi)使用的鈷鉬加氫催化劑，有國產(chǎn)的，如化肥工業(yè)研究所開發(fā)生產(chǎn)的T201型和遼河化肥廠催化劑分廠生產(chǎn)的T203型．在原始開車階段采用的有CCI公司的C49型和TOPSφE公司CMK一2型。目前T201型催化劑的各項性能已趕上或超過了國外同類產(chǎn)品．最近化肥工業(yè)研究所已經(jīng)開發(fā)出適用于200一250℃的低溫型鈷鉬催化劑．另外用在不同溫域和不同油品的鈷鉬加氫催化劑系列產(chǎn)品也會出現(xiàn)．此外有些制氫過程還采用鎳鈷鉬加氫，主要型號有化肥工業(yè)研究所研制的JT—1G焦化于氣加氫脫硫催化劑，撫順石油三廠的3665等。在一些焦?fàn)t氣制氫上也采用鐵鉬催化劑加氫脫硫．8、氧化鋅脫硫劑的脫硫機理如何?氧化鋅之所以是一種高效脫硫劑是由于它和硫有很強的親和力，生成的硫化鋅十分穩(wěn)定。一種是吸收機理，氧化鋅與硫化氫和簡單的低分子有機硫化物的反應(yīng)是一種吸收過程ZnO十H2S＝ZnS十H2O該反應(yīng)的熱力學(xué)平衡常數(shù)很大。所以實際上反應(yīng)是不可逆的。COS十ZnO＝CO2十ZnSC2H5SH十ZnO＝C2H5OH十ZnSCS2十2ZnO＝CO2十2ZnS這些反應(yīng)都是吸收了硫化物中的硫。另一種是轉(zhuǎn)化機理，即一些有機硫化物在一定溫度下由于氧化鋅和硫化鋅的催化作用而分解成烯烴和硫此氫，這個過程基本上是個催化分解反應(yīng)。在實際操作中究競氧化鋅和有機硫化物的反應(yīng)依何種機理進行，不能輕易斷定，因為隨著反應(yīng)條件和原料氣的組成以及有機硫化物類型不同會出現(xiàn)不同的情況。9、影響氧化鋅脫硫的主要因素有四些?在反應(yīng)器已經(jīng)確定的情況下，影響氧化鋅脫硫的主要因素有三個方面，分別敘述如下：（1）脫硫劑自身的特性氧化鋅脫硫劑本身的化學(xué)組成、物理結(jié)構(gòu)對脫硫劑的活性有很大的影響．具體體現(xiàn)在ZnO含量、強度、磨耗、孔徑、孔容、孔的分布及比表面上。但這些質(zhì)量指標(biāo)是相互制約的。因此要全面、均衡去考慮選擇理想的脫硫劑?；恃芯克兄频腡305型氧化鋅脫硫劑，即考慮到脫硫劑的活性，又考感到其強度．在技術(shù)上的突破點是采用了具有高活性的原料，優(yōu)化的工藝設(shè)備。產(chǎn)品具有較大的比表面，最佳的孔容、孔徑和孔分布。因而顯示了良好的性能。（2）操作條件的影響溫度：在單獨使用氧化鋅時，為了提高對有機硫化物的轉(zhuǎn)化吸收能力，可以適當(dāng)?shù)奶岣呤褂脺囟龋谑褂煤笃谔岣咭稽c反應(yīng)溫度，對提高硫容量，延長更換周期都是有好處的，但不要超過420℃，以防烴類熱裂解而造成結(jié)碳．壓力：提高壓力可降低線速度，有利于提高反應(yīng)速度，一般在常壓一4MPa范圍內(nèi)使用?？账伲涸诒ＷC有足夠的線速度，不存在氣膜效應(yīng)的前提下，采用較低的空速對提高脫硫效率是有利的．但同時也要考慮到設(shè)備的體積和利用率．一般空速范圍為1000一2000h-1，液空速為1—6h-1。加氫量：當(dāng)單獨使用ZnO脫硫劑脫除有機硫化物時。會出現(xiàn)結(jié)碳和一些聚合物殘存在表面上，從而降低了硫容。如果加些氫氣(氫通常是液態(tài)油體積的50％左右)，會阻止結(jié)碳和聚合物生成．（3）硫化物的類型和濃度影響．總的來說，硫化氫比有機硫化物反應(yīng)速度快，簡單的有機硫比復(fù)雜的反應(yīng)速度快。另外，原料中含硫化合物的濃度超過一定的范圍對反應(yīng)有明顯的影響．10、氧化鋅脫硫劑主要有哪些型號?其主要成分是什么？性能如何?目前在制氫工業(yè)中所用的氧化鋅脫硫劑已經(jīng)國產(chǎn)化了．經(jīng)常使用的氧化鋅脫硫劑型號有T302Q、T303、T304、T305。近年來，化肥工業(yè)研究所對氧化鋅脫硫劑進行了深入廣泛的研究，提高脫硫劑的強度，擴大使用溫區(qū)(從常溫、低溫到400℃)，提高轉(zhuǎn)化有機硫的能力等幾方面做了大量工作，氧化鋅脫硫劑已經(jīng)系列化了。11、脫硫系統(tǒng)如何開車？（1）開車之前的脫硫劑過篩和裝填氧化鋅脫硫劑是強度較差的催化劑．由于在運輸過程中會產(chǎn)生粉塵，故裝填之前必須過篩。裝填催化劑落高不得大于0.5米，裝填后再以氮氣吹除，到無粉塵為止。裝填工作要求十分認(rèn)真和細(xì)致，盡量避免在反應(yīng)器內(nèi)再次產(chǎn)生粉塵，要求裝填均勻平整，防止粉碎，受潮．勿在催化劑上直接踩踏，造成運轉(zhuǎn)時氣流分布不均勻，形成溝流，使脫硫劑使用效率降低。（2）開車時要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程系統(tǒng)以氮氣或其它惰性氣體吹凈置換后，開始升溫，升溫時，可用氮氣、氫氮氣、合成氣或天然氣進行。升溫速度在120℃以前為30—60℃／h，120℃恒溫1小時后繼續(xù)升至220℃。按鈷鉬催化劑預(yù)硫化條件進行邊升溫邊預(yù)硫化，至需要溫度，速率為20—30℃／h，恒溫1小時．在恒溫過程中即可逐步升壓，每10分鐘升0.5MPa，直至所需操作壓力．升溫、升壓結(jié)束后，先進行4小時左右半負(fù)荷生產(chǎn)，以調(diào)整溫度、壓力、空速、氫油比，逐步加到滿負(fù)荷，并轉(zhuǎn)入正常操作。若先加壓后升溫亦需嚴(yán)格按上述要求進行控制．因為升壓過猛，會造成應(yīng)力作用而使脫硫劑粉化。脫硫系統(tǒng)使用后期，可適當(dāng)提高操作溫度，以提高脫硫劑的活性．12、脫硫系統(tǒng)如何停車?正常停車程序是這樣進行的，先將負(fù)荷減至30％左右，以50℃／h速度降溫至250℃以下，以0.5MPa／h降壓至1.5MPa，不能過快，以免損壞催化劑，此時停止進料，以氮氣吹掃系統(tǒng)1小時關(guān)閉進、出口閥，維持系統(tǒng)正壓不低0.1MPaI．讓其自然降溫?；蛘唠S著轉(zhuǎn)化等后工序系統(tǒng)減量，降溫直至停車切出系統(tǒng)。13、如果大檢修或長期停工，對加氫催化劑和氧化鋅脫硫劑如何保護?首先以氮氣吹掃，置換系統(tǒng)中的油氣，然后在反應(yīng)器進出口打上盲板，并以氮氣維持系統(tǒng)正壓使其不低于0.1MPa；催化劑反應(yīng)器可降至室溫并避免水或蒸汽的進入，防止催化劑粉化。14、短期停工或臨時停工，如何保護加氫催化劑和脫硫劑?如果是短期或臨時停車，可切斷原料氣用氮氣保溫、保壓，注意防止水和水蒸汽的進入，以防脫硫劑粉化。15、如果轉(zhuǎn)化突然停工，脫硫系統(tǒng)應(yīng)采取哪些緊急措施，以便保護設(shè)備和催化劑？如果轉(zhuǎn)化突然停工，處理事故的原則是為了防止轉(zhuǎn)化催化劑的結(jié)炭，需將脫硫系統(tǒng)的油氣，清除干凈．（1）應(yīng)將原料油泵停止運轉(zhuǎn)，去轉(zhuǎn)化爐的閥門關(guān)閉，將脫硫系統(tǒng)切出系統(tǒng)，防止原料繼續(xù)進入轉(zhuǎn)化爐造成催化劑結(jié)炭。（2）脫硫系統(tǒng)向火炬卸壓后，用氮氣吹除反應(yīng)器中的油氣，置換合格后后對系統(tǒng)保壓，保溫，待命開工。（3）停工后再開工，可按正常開工步驟進行。為了防止加氫催化劑的還原而失硫，可在轉(zhuǎn)化配氫、配氣前將加氫反應(yīng)器床層溫度升至正常操作溫度，待轉(zhuǎn)化催化劑還原完畢，進料后方可切入系統(tǒng)。（4）事故停工注意事項：事故停車原因很多。因此不可能給出一個統(tǒng)一停工程序，為催化劑和設(shè)備不受損壞，在操作上需注意如下幾點：A．反應(yīng)器內(nèi)溫度高于200℃時，降溫速度超過50℃/h，不但對催化劑強度和活性有害，而且對設(shè)備的壽命也是不利的。B．反應(yīng)器溫度高于200℃時，加氫脫硫反應(yīng)器可承受氫氣的短時間中斷(只限幾分鐘)，如斷氫時間延長將會引起催化劑結(jié)碳，甚至可嚴(yán)重到需要對催化劑進行再生或更換的地步。C．鈷鉬加氫催化劑與無硫氫氣長期接觸，在病于250℃時，可能被還原而失硫，導(dǎo)致活性喪失。16、鈷鉬加氫反應(yīng)在什么情況下會發(fā)生超溫?應(yīng)如何處？鉆相加氫反應(yīng)的適宜溫度控制在350—400℃之間，只要轉(zhuǎn)化率能達(dá)到要求，催化劑使用初期溫度一般不宜控制太高，這樣有利于抑制催化劑的初期結(jié)炭。鈷鉬加氫催化劑在加氫反應(yīng)中應(yīng)嚴(yán)格控制配氫氣體中的C0和C02的含量，因為CO和C02能與氫在該催化劑上進行甲烷化反應(yīng)，放出大量的熱．另外，原料中如含有一定量的烯烴時，烯烴加氫也是放熱反應(yīng)，也會使床層溫度升高．因此，在實際操作中，床層最高溫度通常控制在420℃以下，同時要嚴(yán)格控制配氫氣體中C0和C02的濃度以及烯烴的濃度，以避免超溫?zé)龎脑O(shè)備和造成催化劑嚴(yán)重結(jié)炭而失活。如果發(fā)生超溫事故，應(yīng)立即減負(fù)荷或切換惰性原料，以30℃／小時的降溫速度降溫．17、為什么要對加氫催化劑進行預(yù)硫化?其反應(yīng)機理如何?對鈷—鉬—氧化鋁催化劑而言，A1203和單一活性組份的金屬氧化物是不顯活性或僅能顯示較小活性。催化劑的最佳活性組份被認(rèn)為是由不可還原的鈷所促進的MoS2，故催化劑在投入正常使用前，需將氧化態(tài)的活性組份先變成硫化態(tài)的金屑硫化物。通常稱做預(yù)硫化，我國曾進行了以高沸點經(jīng)油為原料的鈷鉬催化劑預(yù)硫化與不預(yù)硫化的活性比較試驗，發(fā)現(xiàn)二者的活性差異很大，未經(jīng)預(yù)硫化的鈷鉬催化劑轉(zhuǎn)化出口有機硫高達(dá)6ppm以上，而經(jīng)過預(yù)硫化的鈷鉬催化劑轉(zhuǎn)化出口有機硫小于1ppm以下。某些以含硫低，硫形態(tài)簡單的天然氣和低沸點輕質(zhì)石腦油為原料的合成氨裝置，因原料烴分子雖小，硫化合物隨原料烴易于擴散到催化劑多孔結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面，致使內(nèi)表面利用率提高。因此，在此情況下鈷鉬催化劑使用時，為簡化操作，有的工廠不經(jīng)預(yù)硫化直接投入使用，仍能將此有機硫基本轉(zhuǎn)化完全，滿足工藝要求。絕大多數(shù)情況下，由于鉆鑰催化劑活性組份經(jīng)硫化后，能增強催化劑的加氫轉(zhuǎn)化能力，這對沸點較高，硫含量較高，形態(tài)硫較復(fù)雜的輕油加氫尤為重要，經(jīng)硫化后的催化劑還能抑制催化劑結(jié)炭速度。故通常認(rèn)為催化劑不經(jīng)硫化過程直接投入使用是不合理的使用方法，因為它將影響催化劑的使用壽命和最佳初活性的發(fā)揮。18、鈷鉬催化劑的硫化如何進行？常用的硫化劑是什么？采用的操作條件如何?新鮮的鈷鉬催化劑活性組分均以氧化態(tài)存在。在硫化過程中，并不是所有的鈷鉬氧化物都立即變成MoS2和Co9S8，實際上鈷鉬氧化物中的氧隨著硫化反應(yīng)的進行而逐漸地為硫所取代．一般可分為三個階段，第一階段硫化合物與催化劑上的活性組分反應(yīng)十分迅速，尾氣中含硫較低；隨后尾氣中硫含量逐漸升高。此時，視為第二階段開始，在這個過程，金屬組分進一步被硫化．當(dāng)尾氣中H2S達(dá)到穩(wěn)定值，并不繼續(xù)升高，可視為第三階段，則硫化過程結(jié)束。硫化劑硫化的程度，通常以“硫化度。這一概念描述催化劑硫化進行的深度。如知道催化劑實際吸硫量，再根據(jù)理論吸硫量計算出硫化度，根據(jù)用硫化氫對鈷鉬催化劑進行不同硫化度試驗證明，硫化度愈高，催化劑活性眾大．通常硫化結(jié)束時，催化劑吸硫量約為本身重量的5％左右。常用的硫化劑有硫化氫，CS2或其它有機硫化合物．但選用H2S或CS2等硫化物，其硫化后催化劑活性最佳．一般選用CS2進行硫化，這種硫化物便宜且容易控制硫化過程。預(yù)硫化可以在下面兩種情況下進行：（1）氫氮氣或氫氣中配人硫化劑預(yù)硫化條件推薦如下：催化劑床層溫度升至220℃后，向原料氣(氫氮氣或氫氣)中配人硫化劑，氣體中含硫量為0.5—1.0％(體積)，空速：400-600h-1，壓力：常壓或低壓（＜0.5MPa），邊升溫邊預(yù)硫化(升溫速度20℃／h)至正常操作溫度，按催化劑理論吸硫量將含硫氣體加完為止，可認(rèn)為預(yù)硫化結(jié)束。（2）在輕油(最好是輕質(zhì)石腦油)中配人硫化劑預(yù)硫化條件推薦如下：硫化劑濃度為硫含量0.5—1.0％(重量)H2／油(體積比)600壓力0.5MPa液空速1.0h-1當(dāng)催化劑床層溫度升至220℃時，開始通人硫化劑，邊升溫，邊預(yù)硫化至正常操作溫度(升溫速度為20℃／h)，直至按理論吸流量加完硫化劑為止，預(yù)硫化結(jié)束后，系統(tǒng)壓力逐步升到正常操作壓力，然后切換原料烴并調(diào)節(jié)溫度、液空速、氫油比，逐步加到滿負(fù)范，并轉(zhuǎn)入正常操作．有的制氫裝置在原始開車時，也采用中變催化劑升溫還原放硫時放出的H2S進行預(yù)硫化。19、加氫催化劑失活的主要原因是什么7鈷鉬加氫脫硫催化劑失活的主要原因有三種情況，首先當(dāng)有某種氣體存在時會造成催化劑暫時的失活，當(dāng)把該氣體除去后又可恢復(fù)到最初活性．其次是在催化劑上碳的生成，致使催化劑表面積減少或者堵死催化劑細(xì)孔而使活性下降．另外，催化劑再生過程中因比表面的減少，局部過熱還會引起活性物質(zhì)鉬的損失以及由于某種物質(zhì)的存在(例如砷)生成了對氫解反應(yīng)無活性的化合物，將造成催化劑永久性失活．在永久性失活的情況下，則需要更換催化劑。20、加氫催化劑怎樣進行再生?再生反應(yīng)有哪些?再生條件如何?加氫催化劑經(jīng)長期使用后，隨著催化劑表面結(jié)炭量的增加，活性格逐步下降，以致不能滿足生產(chǎn)上的要求，此時便需要對催化劑進行再生。再生可采用氧化燃燒法，使催化劑恢復(fù)其活性，其方法是在惰性氣體(如氮氣)或蒸汽中配人適量空氣或氧氣，通過催化劑床層時，要嚴(yán)格防止溫度的急驟上升，床層溫度不要超過550℃，以避免催化劑超溫或鉬的遷移流失，要使再生過程所引起的表面積減少降至最小程度．再生過程中“碳”的燃燒反應(yīng)如下：C+O2=C02+Q……….（1）2C+O2=2CO十Q……………….（2）反應(yīng)主要按(1)式進行，同時催化劑中硫化態(tài)的活性組份生成應(yīng)的氧化物。其反應(yīng)如下：2MoS2+5O2＝4SO2+2MoO十Q………………….（3）2Co9S8+25O2=18CoO+16SO2+Q………………….（4）上述反應(yīng)可知，催化劑進行再生時，將釋放出大量的熱．因此，嚴(yán)格控制好再生溫度，防止溫度劇烈上升，是催化劑再生效果好壞的關(guān)鍵。再生時先按長期停車而不打開反應(yīng)器的方法處理，使反應(yīng)器降溫至250℃，系統(tǒng)壓力降為常壓，停止進料，進行催化劑上的脫油，并用惰性氣體或過熱蒸汽置換及進一步吹凈反應(yīng)器中原料烴，然后通人配有空氣的水蒸氣(氧含量為0.5—1.0%)。在再生的中后期，在不超溫的情況下可逐步提高水蒸汽中的空氣含量，直至全部通人空氣。此時，床層無溫升，進出口氧含量相等，在450℃下維持四小時(不超過475℃)即認(rèn)為再生結(jié)束。再生結(jié)束后，繼續(xù)通入空氣，以40一50℃／h的速度，降溫至220℃，然后切換氮氣置換系統(tǒng)，再按預(yù)硫化步驟處理并轉(zhuǎn)入正常操作。21、鈷鉬催化劑從反應(yīng)器中卸出之前應(yīng)如何處理?為什么？鈷鉬催化劑在正常使用中以硫化態(tài)的鈷鉬形式存在，硫化態(tài)的鈷鉬催化劑在高溫下與空氣接觸會引起激烈氧化燃燒，因此，該催化劑從反應(yīng)器中卸出之前，則需用氮氣降溫，直至降到常溫附近，才能暴露于空氣中，卸出后，注意用水噴淋，防止催化劑中硫化物在空氣中燃燒．22、原料帶水對氧化鋅脫硫劑有什么影響?如何防止?氧化鋅脫硫劑在操作中要避免脫硫反應(yīng)器進水或使用純蒸汽，因為水份的冷凝會導(dǎo)致脫硫劑破裂或強度下降。另外，在一定條件下(如水蒸汽分壓較高，而溫度又較低)可能發(fā)生如下反應(yīng)：ZnO十H2O=Zn(0H)2反應(yīng)產(chǎn)物會降低孔的容積并使脫硫劑強度減弱，在以后的操作中又可能分解而使脫硫劑強度下降甚至破裂．一般在氧化鋅脫硫劑使用時，應(yīng)注意不能在正常壓力下用蒸汽或含蒸汽的工藝氣體冷卻，這種操作只允許在低壓(僅幾個大氣壓)下進行，而且溫度降至130℃以前先用氮氣或氫氮氣吹掃．23、加氫脫硫配氫為什么要對CO、CO2含量進行限制?限制的指標(biāo)一般為多少?脫硫配氫中的CO、CO2能與氫在鉆鑰催化劑上進行甲烷化反應(yīng)，放出大量的熱。通常對氫氣中的CO和CO2之和的含量要求不超過5％．據(jù)計算每1％CO可使氣體溫升72℃，每1％CO2可使氣體溫升61℃。若鈷鉬催化劑入口溫度為380℃，每0.5％CO預(yù)計使氣體溫升36℃，則因甲院化反應(yīng)會使床層升至416℃。因此，一般加氫氣中CO加CO2含量通常不超過5％，如原料氣加氫量10％，則進入鉬酸鈷催化劑中C0加C02量可小于0.5％。24、加氫脫硫與汽提法脫硫(脫硫化氫)工藝各適用于哪種情況？其優(yōu)缺點如何？加氫脫硫與汽提法脫硫工藝的設(shè)計是以原料油中總有機硫含量的高低而定．一般總有機硫含量在100ppm左右，可直接采用鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化，將各種有機硫化合物轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后用氧化鋅脫硫劑除去。而對于總有機硫含量高于200ppm左右的原料石腦油，則先經(jīng)預(yù)脫硫，即將加氫轉(zhuǎn)化生成的硫化氫用汽提法除去。再經(jīng)一個加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)將剩余的有機硫化物轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后用氧化鋅脫硫劑脫除干凈．而其優(yōu)缺點是根據(jù)設(shè)計需要而定。也就是根據(jù)原料油和鈷鉬催化劑、氧化鋅脫硫劑的價格以及所需設(shè)備的投資，按其經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)來確定．25、什么叫飽和硫容?什么叫穿透硫容？飽和硫容：即單位體積脫硫劑所能吸收硫的最大容量．換言之，即進脫硫劑和出脫硫劑的原料氣中硫含量相等，氧化鋅脫硫劑全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧\，脫硫劑再不能吸硫。此時卸下脫硫劑所測定的硫容量叫飽和硫容．一般產(chǎn)品說明書均提供有重量飽和硫容．穿適硫容：即單位體積脫硫劑在確保工藝凈化度指標(biāo)時所能吸收硫的容量．換言之，即當(dāng)出口氣中硫含量出現(xiàn)大于工藝凈化度指標(biāo)時，卸下全部廢脫硫劑取平均代表樣測定的硫容量叫穿透硫容。一般產(chǎn)品說明書上提供有重量穿透硫容。26、什么叫硫穿透?硫穿透后應(yīng)如何處理?一般氧化鋅脫硫劑在脫硫過程中將逐漸形成三個區(qū)，即上層為飽和區(qū)，中層為吸收區(qū)，下層為清凈區(qū)．在脫硫過程中，飽和區(qū)是在不斷地增大，吸收區(qū)則基本不變，但位置卻是逐漸向床層出口移動，直至清凈區(qū)消失，吸收區(qū)移至出口處．這時，出口氣中開始出現(xiàn)可以準(zhǔn)確檢出的硫化氫(如0.1ppm左右)，并且出口氣中硫化氫含量將迅速增高，直至大于工藝要求的凈化度指標(biāo)(如0.2或0.5ppm)，這時通常稱為‘硫穿透”。硫穿透之后，如果是單反應(yīng)器使用，就立即更換脫硫劑．如果是雙反應(yīng)器串聯(lián)使用，即可將第二反應(yīng)器脫硫劑做為“把關(guān)”使用。故第一反應(yīng)器脫硫劑可使用到出口總硫含量接近進口才予以切換，并在不停產(chǎn)的情況下更換脫硫劑。第一反應(yīng)器切換下來后用第二反應(yīng)器單獨操作，直至出現(xiàn)硫穿透時，再將第一反應(yīng)器更換的新脫硫劑做為“把關(guān)”使用。第二反應(yīng)器繼續(xù)脫硫至飽和硫容后再更換脫硫劑．這樣進行脫硫劑的使用和更換，對原料中硫含量較高的工廠，可大大提高脫硫劑的使用效果，同時又能確保生產(chǎn)的正常進行。27、氧化鋅脫硫劑所能脫除的硫量如何計算?一個生產(chǎn)規(guī)模已定的工廠可根據(jù)每小時的投料量，氧化鋅脫硫劑裝填量，進出口原料氣中硫含量和運轉(zhuǎn)周期，計算出氧化鋅脫硫劑所能脫除的硫量。設(shè)進口氣硫的平均濃度C，體積ppm氣體流量V氣,m3／h脫硫劑裝填體積V劑，m3脫硫劑堆比重為P，kg／m3有效運轉(zhuǎn)周期為t，h則：在脫硫劑中硫的積累重量為：S=C×10-6×32／22.4×V氣×tkg根據(jù)產(chǎn)品說明書提供的穿透硫容S％(重)，預(yù)計可脫硫量：S0＝S％×V劑×P×1000kg顯然S＝So故脫硫劑裝填量V劑=（C×10-6×32／22.4×V氣×t）÷（S%×P）米328、目前國內(nèi)制氫針對不同原料采用哪幾種凈化工藝?（1）目前國內(nèi)制氫凈化工藝有三種，對含有硫醚、噻吩復(fù)雜有機硫化物的天然氣、油田氣和輕油，通常先用鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化催化劑將有機硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫，然后用氧化鋅吸收脫除。（2）對有機硫含量高，總硫在200ppm以上的輕油，要先經(jīng)預(yù)脫硫，即將加氫轉(zhuǎn)化生成的硫化氫用汽提法提出，然后再經(jīng)另一個鈷鉬加氫反應(yīng)器將剩余的有機硫轉(zhuǎn)化為硫化氫，最后用氧化鋅脫除。（3）對總硫高的天然氣、石油加工氣、焦?fàn)t氣，先用乙醇胺等溶液在洗滌塔中將酸性氣體(如H2S、CO2等)脫除，然后用鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化，氧化鋅吸收，得到合格的凈化氣。采用哪種工藝要結(jié)合本廠原料中含硫的多少，硫的形態(tài)，各種經(jīng)濟指標(biāo)綜合情況制定。制氫轉(zhuǎn)化部分的基本知識1、輕油轉(zhuǎn)化工段的主要任務(wù)是什么?輕油轉(zhuǎn)化的目的是使組成為CnHm的輕油和水蒸汽通過催化劑轉(zhuǎn)化為有用的氣體H2和CO，同時伴生CO2和少量的殘余CH4，其中H2已是我們的目的產(chǎn)物，而CO再通過變換工段從H2O中又產(chǎn)生一部分H2。根據(jù)工廠最終產(chǎn)品的需要，適當(dāng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化工段的工藝條件，合理設(shè)置下游工藝，即可分別生產(chǎn)出工業(yè)氫氣、冶金還原氣、氨和醇的合成氣。2、輕油蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程如何?與甲烷為主的氣態(tài)烴原料相比，液態(tài)的各種輕油組成比較復(fù)雜，有烷烴、環(huán)烷烴。轉(zhuǎn)化過程中，一方面這些烴類與水蒸汽發(fā)生催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)，另一方面烴類還會發(fā)生催化裂解反應(yīng)和均相熱裂解反應(yīng)。大量裂解產(chǎn)物經(jīng)過進一步的聚合，芳構(gòu)化和氫轉(zhuǎn)移等反應(yīng)都會導(dǎo)致結(jié)炭。結(jié)炭反應(yīng)是輕油蒸汽轉(zhuǎn)化過程中必然發(fā)生的副反應(yīng)，這正是輕油蒸汽轉(zhuǎn)化過程和以甲烷為主的氣態(tài)烴(例如天然氣和油田氣)蒸汽轉(zhuǎn)化過程的最基本的差別．由于輕油原料的組成比較復(fù)雜，反應(yīng)又處于450一800℃的列管式變溫催化床層內(nèi)．因此輕油加壓水蒸汽轉(zhuǎn)化制取氫氣或合成氣過程是一種包含多種平行反應(yīng)和串聯(lián)反應(yīng)的復(fù)雜反應(yīng)體系．由于床層溫差較大，不同部位的反應(yīng)情況變化較大，包括高級烴的熱裂解、催化裂解、脫氫、加氫、積炭、氧化、變換、甲烷化等反應(yīng)。3、如何理解“熱力學(xué)結(jié)炭”?一般發(fā)生在什么條件下?所謂熱力學(xué)結(jié)炭可理解為輕油蒸汽轉(zhuǎn)化過程中，結(jié)碳反應(yīng)的不可避免性。在高于烴類分解的溫度下，又有酸性或金屬催化作用的存在，烴類的裂解是必然要發(fā)生的。然而在一般的設(shè)計工藝條件下，熱力學(xué)結(jié)碳不會大量產(chǎn)生，只有當(dāng)水碳比失調(diào)造成水碳比急劇下降或大幅度波動時，才會發(fā)生熱力學(xué)結(jié)碳。4、如何理解“動力學(xué)積炭”，一般發(fā)生在什么條件下?在輕油蒸汽轉(zhuǎn)化過程中，一方面有多種反應(yīng)引起結(jié)碳，另一方面還存在著堿性催化消碳反應(yīng)，即碳的水煤氣反應(yīng)，當(dāng)水蒸汽分壓提高，消碳反應(yīng)就可以加速。在固定的反應(yīng)溫度、空速和水碳比條件下，催化劑上是否產(chǎn)生積碳，則取決于積碳和消碳的動力學(xué)平衡，即結(jié)碳和消碳兩種反應(yīng)的相對速度。當(dāng)結(jié)碳速度大于消碳速度時，就會在催化劑上產(chǎn)生動力學(xué)積碳。5、加何判斷催化劑的積炭？催化劑表面輕微積碳時，因積碳掩蓋活性中心，活性下降吸熱減少而出現(xiàn)花斑、熱帶。出口尾氣中芳烴增加。但有時催化劑中毒或被鈍化活性下降時也會出現(xiàn)類似的現(xiàn)象，因此要結(jié)合對容易造成結(jié)碳的工藝條件變化和分析做出判斷。催化劑床層嚴(yán)重積碳時，表現(xiàn)為床層阻力迅速增加，轉(zhuǎn)化爐管表面溫度很快升高，直至出現(xiàn)紅管。6、催化劑積碳的原因有哪些?如果防止?積碳的發(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，原料油重質(zhì)化，催化劑中毒或被鈍化，活性或抗積碳性能下降，轉(zhuǎn)化溫度和壓力的大幅度波動等原因引起。消除上述可能引起積碳的因素就可以防止積碳。應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計的正常操作條件操作，防止因設(shè)備、儀表、操作等事故引起的水碳比失調(diào)和溫度、壓力的大幅度波動，嚴(yán)格選用符合催化劑要求的原料，嚴(yán)格控制原料凈化工段的工藝條件，保證催化劑始終處于還原態(tài)，防止水和原料的脈沖進料(脈沖進料的實質(zhì)是水碳比瞬時失調(diào))，保證催化劑裝填均勻和轉(zhuǎn)化爐爐膛溫度的均勻等等即可防止大量產(chǎn)生積碳。7、轉(zhuǎn)化催化劑常用的燒碳再生條件是什么?催化劑輕微積碳時，可采用緩和的燒碳方法，例如降低負(fù)荷，增大水碳比，配入一定的還原氣等條件下運轉(zhuǎn)數(shù)小時，以達(dá)到除碳的目的．積碳嚴(yán)重時，必須切除原料油用水蒸汽燒碳，蒸汽量為正常操作汽量30一40％，壓力為0.98MPa左右。嚴(yán)格控制溫度，不高于運轉(zhuǎn)時的溫度，出口尾氣中CO2下降并穩(wěn)定到一個較低數(shù)值時(每隔半小時分折一次)，則脫碳結(jié)束?？諝鉄紵嵝?yīng)大，反應(yīng)激烈，對催化劑危害大，不宜采用。但必要時，可在水蒸汽中配人少量空氣，但要嚴(yán)格控制氧含量，防止超溫。燒炭結(jié)束后，重新還原方可投油，經(jīng)燒碳后不能恢發(fā)正常操作時，則停車更換催化劑。8、為什么把抗積碳性能當(dāng)做輕油蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的主要性能?在比較經(jīng)濟的運行工藝條件下，輕油蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑上積碳往往是難以避免的，而積碳危害又很大，大量積碳是導(dǎo)致催化劑壽命減少的最主要原因，積碳使催化劑活性劑活性下降，大量積碳又使催化劑床層阻力增加。雖可以消碳，但消碳再生會使催化劑表面剝蝕。積碳的形態(tài)各不相同，床層低溫段的聚合碳和高溫段的石墨化碳對催化劑的表面活性影響最大。因此，良好的抗積碳性能是經(jīng)油蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的最主要的性能。9、轉(zhuǎn)化爐管壓差增大的原因有哪些?催化劑裝填過程中因高空跌落而引起部分爐管內(nèi)催化劑粉碎。催化劑的機械強度或熱穩(wěn)定性不好在使用過程中粉碎。事故狀態(tài)下引起催化劑床層熱力學(xué)積碳，催化劑長期運行中積碳增加，壓力急劇下降或燒碳反應(yīng)激烈引起催化劑粉碎。催化劑水合引起的粉化等，都是造成轉(zhuǎn)化爐管壓差增大的原因。10、何謂轉(zhuǎn)化催化劑的毒物?中毒的過程以及如何再生?轉(zhuǎn)化催化劑的毒物主要有硫、氯、砷等非金屬以及鉛、銅、釩、鐵銹等。硫中毒：主要由原料脫硫不合格引起的，中毒后催化劑活性下降，上部溫度升高，出口甲烷偏高，芳烴穿透，嚴(yán)重時爐管上部出現(xiàn)花斑，并逐漸向下擴展。在正常操作條件下Z402、Z409、Z405催化劑要求原料中硫含量小于0.58ppm。Z403H催化劑要求小于0.2ppm，當(dāng)然原料中的實際硫含量愈小愈好，只要嚴(yán)格控制進入轉(zhuǎn)化爐的硫含量，一般不會出現(xiàn)明顯的硫中毒的情況，而目前的脫硫技術(shù)和工藝一般都能將原料中的硫含量降至規(guī)定的指標(biāo)以下。當(dāng)操作波動，脫硫不合格時會引起硫中毒，中毒首先發(fā)生在上部低溫段的轉(zhuǎn)化催化劑上，經(jīng)驗表明，在排除了發(fā)生積碳的可能性以后，當(dāng)上部轉(zhuǎn)化管出現(xiàn)溫度升高，出口甲烷也升高就可判斷是催化劑中毒了。硫中毒的發(fā)生和床層溫度有關(guān)，在轉(zhuǎn)化爐出口800℃的溫度下，原料中的硫含量大約在5ppm才會引起催化劑中毒。而在床層入口500℃時，0.01ppm的硫就會引起催化劑的中毒．這是因為硫中毒的過程是一種簡單的放熱吸附過程。溫度低時有利于硫的吸附反應(yīng)。在實際生產(chǎn)中，目前的脫硫技術(shù)還無法使原料輕油中的硫達(dá)到0.01ppm，但一般催化劑活性有余地。所以輕油脫硫指標(biāo)要求小于0.5ppm即可。輕微的硫中毒，可以改換干凈的原料在高水碳比下運行使催化劑恢復(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)硫中毒比較嚴(yán)重時，可采用氧化還原的辦法再生，具體程序如下：（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溫度，蒸汽量控制在正常操作時的10—20％，時間6—8小時。（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小時。（3）按(1)的方法用蒸汽氧化4一6小時。（4）按(2)的方法操作，然后建立正常還原條件，最后再建立正常操作條件。再生過程中定期分析出口H2S含量以判斷除硫效果。當(dāng)催化劑硫中毒很嚴(yán)重時，就會引起催化劑積碳。因此，必須將積碳和硫同時除去。此時應(yīng)先進行燒碳，然后按上述方法消除催化劑上的硫，使催化劑再生。砷中毒：砷中毒是水久性的，表現(xiàn)與硫中毒相似，一旦砷中毒，必須更換催化劑并用酸清洗爐管。因砷可以滲透到爐管內(nèi)壁，對新裝入的催化劑造成污染．催化劑上的砷達(dá)到50ppm活繼就明顯下降，達(dá)到150ppm就會引起積碳。轉(zhuǎn)化原料中的砷一般要求小于5ppb。氯中毒：氯中毒也是可逆的，表現(xiàn)與硫中毒相似。可用還原法除氯，但再生要比硫中毒困難。一般氯由于鍋爐水水質(zhì)不好，原科輕油含氯較高和換熱設(shè)備清洗時帶入。嚴(yán)重氯中毒時，更換催化劑往往比長時間再生更經(jīng)濟。有些金屬也會使鎳催化劑活性下降，其中銅和鉛含于原料之中，就象砷一樣，它們積累在催化劑上不能除去。釩的作用和銅、鉛相似。工藝管道中的鐵銹也常被帶到轉(zhuǎn)化催化劑上，覆蓋在催化劑表面上引起活性下降。停車期間應(yīng)將工藝管線用氮氣吹掃干凈，防止生銹?！?1、轉(zhuǎn)化爐爐出現(xiàn)熱斑、熱帶、熱管的原因及處理方法？形成熱斑的原因有：催化劑裝填不當(dāng)引起“架橋”，或局部積炭。上段床層熱帶可能由催化劑還原不充分或硫中毒失活，進科量和水碳比大幅度波動，燒嘴不均勻或偏撓等原因造成局部過熱積碳引起的。下段床層熱帶可能由于下段催化劑活性衰減，進料分布不勻，重質(zhì)烴穿透到下段催化劑積碳，催化劑粉碎等原因引起。當(dāng)催化劑嚴(yán)重積炭或粉碎時，造成管子堵塞，形成熱管．有時進出口尾管或?qū)夂Y孔堵塞也會形成熱管。上述現(xiàn)象最主要的原因來自積碳，輕微熱斑和熱帶可用調(diào)節(jié)燒嘴，改善操作條件方法消除。出現(xiàn)熱管時，則需進行燒碳處理，燒碳后若熱管不消失，則應(yīng)停車更換催化劑，以防止燒壞爐管。為了防止熱管產(chǎn)生，要首先保證催化劑裝填均勻，床層阻力偏差小，還原充分。要保證原料凈化徹底，爐膛火嘴調(diào)節(jié)均勻，防止局部過熱，還要盡量避免進料量、水碳比和壓力的波動，防止催化劑的水合。12、影響轉(zhuǎn)化催化劑使用壽命的因素有哪些？催化劑裝填不均勻引起偏流，反復(fù)多次的開停車，反復(fù)多次的氧化還原，反復(fù)多次的中毒再生，壓力、溫度、空速、水碳比等工藝條件的波動和原料重質(zhì)化引起的多次積碳以及隨之而來的多次燒炭再生，都會減少催化劑的實際使用壽命。催化劑的產(chǎn)品質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求是減少實際壽命的主觀因素。13、轉(zhuǎn)化催化劑床層溫度分布對轉(zhuǎn)化反應(yīng)有何影響？轉(zhuǎn)化催化劑床層溫度分布應(yīng)根據(jù)不同催化劑的性能有所不同，由于轉(zhuǎn)化反應(yīng)是一種強吸熱的反應(yīng)過程，提高上部床層的溫度有利于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進行，但同時也加快了吸熱的裂解反應(yīng)的速度，從而使結(jié)碳增加，對于低溫活性和抗結(jié)碳性能不同的催化劑，床層上部的溫度應(yīng)有所不同。例如Z403H催化劑，床層三米處的溫度應(yīng)不高于630℃。而對于Z402、Z409催化劑床層三米處的溫度可控制得較高一些。實際上床層溫度的分布和空速、水碳比是互相聯(lián)系的，在床層出口的殘余甲烷含量符合工藝要求的前提下，可根據(jù)具體的空速和水碳比進行調(diào)節(jié)。但在較高空速下，出口溫度不宜降得太低，否則會引起整個床層溫度偏低，從而導(dǎo)致上部床層轉(zhuǎn)化不好，高級烴穿透至下部床層引起結(jié)碳。14、水碳比變化對轉(zhuǎn)化反應(yīng)有何影響?水碳比是輕油轉(zhuǎn)化過程中最敏感的工藝參數(shù)．水碳比提高可以減少催化劑的結(jié)碳，降低床層出口的殘余甲烷。對轉(zhuǎn)化反應(yīng)是非常有利的。在沒有二段轉(zhuǎn)化爐的制氫工業(yè)裝置上，一般采用較高的水碳比，以盡量減少出口殘余甲烷，提高氫氣產(chǎn)率和純度。當(dāng)采用重質(zhì)石腦油作轉(zhuǎn)化原料時，亦應(yīng)適當(dāng)提高水碳比以減少積碳。然而水碳比的提高相應(yīng)增加了能耗，所以只能根據(jù)具體的工藝裝置確定合適的水碳比。15、空速對轉(zhuǎn)化反應(yīng)有何影響?一般用液體體積空速或碳空速來表示轉(zhuǎn)化負(fù)荷?？账僭酱螅Ａ魰r間越短，在其它工藝條件固定的情況下，空速增加，出口殘余甲烷升高，催化劑結(jié)碳增加。在實際的工業(yè)裝置上，空速的大小是和原料輕油的干點、芳烴含量、床層出口溫度互相關(guān)聯(lián)的。當(dāng)輕油原料干點升高，芳烴含量增加時，則應(yīng)相應(yīng)降低空速，以達(dá)到滿意的轉(zhuǎn)化工藝要求，上述工藝指標(biāo)的確定又和所選用的轉(zhuǎn)化催化劑的性能有關(guān)，因此只能根據(jù)具體情況來確定。16、反應(yīng)壓力對轉(zhuǎn)化反應(yīng)有何影響？輕油轉(zhuǎn)化反應(yīng)過程是體積增大的一種反應(yīng)過程，由組成為CnHm的輕油或其它烴類原料。在同水蒸汽反應(yīng)后變成CO、CO2、H2和少量殘余CH4，體積膨脹很大。顯然增大反應(yīng)壓力對反應(yīng)過程是不利的，然而由于轉(zhuǎn)化工藝過程的最終產(chǎn)物一般都是用作高壓化工過程，所以從總體節(jié)能效果考慮，轉(zhuǎn)化工藝一般都在加壓下進行。17、影響轉(zhuǎn)化出口殘余甲烷含量的因素有哪些?較高的水碳比和床層出口溫度，較低的空速，使用含芳烴少、干點低的輕質(zhì)石腦油原料，選用活性好、抗結(jié)炭性能高而又還原充分的催化劑，采用凈化脫毒比較徹底的原料都會相對降低床層出口的殘余甲烷。反之則會導(dǎo)致出口殘余甲烷上升。壓力的波動會引起瞬時空速增加，床層溫度和水碳比的波動會引起催化劑表面結(jié)炭，原料中硫含量、砷含量的增加和原料凈化工段工藝條件的波動等等操作條件的惡化也往往會導(dǎo)致出口殘余甲烷的升高。18、簡述轉(zhuǎn)化催化劑升溫工藝條件，不同類型催化劑有何不同?轉(zhuǎn)化催化劑的升溫過程，一般采用的有兩種方法，一種為還原氣氛下升溫，另一種為非還原氣氛下升溫。還原氣氛下升溫過程為從常溫升至床層入口200℃階段以氮氣循環(huán)升溫．在保證床層各點溫度均在水蒸汽配點溫度以上20℃時，切人蒸汽(當(dāng)中變與轉(zhuǎn)化串聯(lián)升溫時，還要考慮中變床溫在水蒸汽露點以上)，并同時配人還原性氣體(H2或氨裂解氣)，一般控制H2O／H2(體積比)為7以下，繼續(xù)升溫至還原或進油條件，升溫速度一般為30—40℃／h。非還原氣氛下升溫過程為從常溫升至床層入口200℃階段用氮氣循環(huán)，在保證床層各點溫度均在水蒸汽露點溫度以上20℃時，切入蒸汽繼續(xù)升溫到還原條件。新轉(zhuǎn)化催化劑分為還原態(tài)和氧化態(tài)兩種，所謂還原態(tài)催化劑是指催化劑出廠前預(yù)先進行還原，要保證還原態(tài)催化劑在升溫過路中不被氧化，必須采用還原氣氛升溫。氧化態(tài)催化劑使用前要在裝置中進行還原操作。升溫階段可采用還原氣氛升溫，也可采用非還原氣氛升溫，對催化劑的正常使用沒有影響。19、轉(zhuǎn)化催化劑還原介質(zhì)有哪些？凡是能使NiO在一定條件下還原成Ni的介質(zhì)都可以作為還原介質(zhì)．對制氫裝置及合成氨裝置來講，常用的還原性氣體有工業(yè)氫、氨合成氣、氨裂解氣、重整氫、富氫氣等，這些還原性氣體配人一定量的水蒸汽作為催化劑的還原介質(zhì)。當(dāng)重整氫或富氫氣作為還原氣體時，由于其中可能含有硫、氯等毒物，為此必須凈化后才能進轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。另外還原氣體中烴類含量(甲烷為主，少量乙烷)一定耍少于15％，同時考慮H2O／H2和H2O／C，防止在還原過程中結(jié)碳。還原介質(zhì)中，氫氣與氧化鎳反應(yīng)還原成鎳微晶作為主活性組分。水蒸汽的作用，一是增大氣流量，保證還原介質(zhì)在每根轉(zhuǎn)化爐管內(nèi)分配均勻；二是防止還原介質(zhì)中少量烴類裂解積碳；三是當(dāng)串聯(lián)中變升溫還原時，水蒸汽的存在可防止中變催化劑的過度還原。還原介質(zhì)中，氮氣等惰性氣體，除了可以增大氣流量，有利于氣流均勻分布外，無其它作用。20、轉(zhuǎn)化催化劑還原反應(yīng)的條件是什么?影響轉(zhuǎn)化催化劑還原的因素有：還原溫度、氫空速、還原介質(zhì)中氫濃度、H2O／H2以及還原時間等。還原溫度是催化劑還原的主要條件，對不同的催化劑所要求的還原溫度是不同的，這主要決定于活性組分與裁體的相互作用以及其分散程度．例如RKN催化劑中活性組分NiO與MgO形成鎳一鎂固溶體，還原溫度要求在800℃以上，由于催化劑床層上部溫度達(dá)不到要求，所以RKN催化劑都是以還原態(tài)形式出廠，在使用過程中也要始終保持還原氣氛。Z402／Z405、Z409/Z405G催化劑還原溫度比較低，一般在人口分別控制500℃和450℃以上，出口800℃情況下可以被還原，所以可以以氧化態(tài)形式裝入轉(zhuǎn)化爐管，在爐內(nèi)部還原。對輕油轉(zhuǎn)化催化劑(Z02／Z405、Z409／Z405G)來講，還原的氫空速應(yīng)大于300h-1，H2O／H2應(yīng)小于7.0，還原時間為6—12小時。21、轉(zhuǎn)化催化劑還原為什么要維持H2O／H2值小于7.0？轉(zhuǎn)化催化劑還原所需蒸汽對氫的比值隨溫度而改變，氧化鎳的還原反應(yīng)平衡常數(shù)很大，在500一800℃的范圍內(nèi)還原是容易的，但實際還原過程中，要求H2O／H2遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論值，這是因為催化劑中的氧化鎳處于高度分散狀態(tài)并和催化劑裁體間存在不同程度的相互作用，為提高還原反應(yīng)速度，必須降低H2O／H2才能在工業(yè)裝置上對催化劑進行有效的還原。轉(zhuǎn)化催化劑在爐管中的還原溫度一般在450℃一820℃之間，溫度到820℃時PH2O／PH2在7以下才能保證處于還原區(qū)，為此，轉(zhuǎn)化催化劑還原時，H2O／H2值應(yīng)小于7.0。22、反復(fù)氧化還原對轉(zhuǎn)化催化劑性能有什么影響?氧化還原過程中，催化劑的活性組分的形態(tài)不斷發(fā)生變化。在高溫條件下，鎳晶粒隨著反復(fù)氧化還原次數(shù)增多而發(fā)生熔結(jié)，引起鎳晶粒長大，使活性位減少，造成催化活性下降。反復(fù)氧化還原過程中，對催化劑的體相結(jié)構(gòu)性能影響也較明顯，由于氣氛的不斷改變，溫度的改變，容易引起催化劑燒結(jié)，比表面下降。另外在此過程中，活性組分與載體組分發(fā)生較為劇烈的相互作用引起催化劑活性下降。轉(zhuǎn)化催化劑在使用過程中應(yīng)盡量減少氧化還原次數(shù)，這對保障催化劑長期穩(wěn)定使用是有利的。23、轉(zhuǎn)化催化劑還原不充分或在使用中被氧化會造成什么危害？如何防止和處理?轉(zhuǎn)化催化劑還原不充分或在使用中被氧化造成催化劑的活性下降，這種情況一般發(fā)生在溫度較低的反應(yīng)管上部。上部催化劑還原不充分對經(jīng)油蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)來講，造成重質(zhì)烴在上部轉(zhuǎn)化不完全引起重?zé)N下移。由于下部溫度較高，重?zé)N移至下部后裂解、脫氫聚合等反應(yīng)加劇引起催化劑大量積碳．反映在轉(zhuǎn)化氣中則表現(xiàn)為殘余甲烷升高，芳烴含量增加．轉(zhuǎn)化爐管局部紅管，紅管部位隨時間延長而下移和加長，直至整個爐管發(fā)紅，造成催化劑損壞．為此一旦確認(rèn)為還原不充分或被氧化，應(yīng)及時做處理。為使催化劑充分還原，在還原時必須嚴(yán)格按還原條件進行，保證足夠的還原氫濃度、還原溫度和還原時間，確保還原徹底。一旦發(fā)生斷油、單獨通蒸汽或有計劃的燒炭之后。應(yīng)配入還原氣體重新還原。還原溫度應(yīng)略高于氧化溫度。24、為什么要求轉(zhuǎn)化催化劑具有良好的低溫還原性能?受轉(zhuǎn)化爐工藝條件的限制，床層上部溫度只能升到450—500℃。為此，催化劑在轉(zhuǎn)化爐內(nèi)還原時，上部催化劑必須有良好的低溫還原性能，才能在450—500℃下還原。目前，轉(zhuǎn)化催化劑大多以氧化態(tài)形式出廠，例如Z402／Z405，Z409/Z405G等催化劑，開工進油前，首先在裝置中進行還原。另外，轉(zhuǎn)化催化劑在使用過程中不可避免發(fā)生析炭反應(yīng)，工況波動積碳成長期運行積碳。進行水蒸汽燒碳處理后，催化劑被氧化，重新開工時，必須進行還原。正常停車或事故停車過程中，催化劑也將被氧化，重新開工也需重新還原。在上述情況下還原催化劑，就必須要求催化劑具有良好的低溫還原性能。25、轉(zhuǎn)化停車時，采用還原氣氛保護催化劑有何好處?停車時對轉(zhuǎn)化催化劑進行還原氣氛保護的主要目的是防止催化劑氧化，對催化劑有如下好處：（1）減少催化劑的反復(fù)氧化—還原的次數(shù)，有利于催化劑結(jié)構(gòu)性能及活性的穩(wěn)定。（2）縮短開工時間，還原氣氛保護停車后再開車時，不需要重新還原，只要求在還原氣氛下升溫到進油條件進油即可。還原氣氛停車，對延長催化劑使用壽命以及節(jié)能降耗是有利的，有條件的單位應(yīng)采用這個方法停車。26、工業(yè)上轉(zhuǎn)化催化劑的還原為什么不用干氫，一般都配入水蒸汽還原？還原氣氛對輕油轉(zhuǎn)化催化劑的還原率及其活性影響較大。一般干氫還原比濕氫還原的還原率高，相同還原率時，濕氫還原的活性比干氫還原時低，因為水蒸汽加速催化劑的鎳晶粒長大。然而實際還原過程中，一般不用干氫還原，都是水蒸汽—氫氣氣氛下還原。配入水蒸汽的目的在于：（1）有利于提高催化劑床層入口的溫度，以保障催化劑還原所需要的最低溫度。（2）配人水蒸汽可增大氣流量，有利于還原介質(zhì)在每根爐管均勻分布。（3）防止還原過程中在催化劑上析碳。當(dāng)使用煉廠的富氫氣體作還原介質(zhì)時，例如用重整氫，其中含有一定的烴類，這些烴類在較高的還原溫度下容易裂解析碳，使催化劑在還原過程中就積碳而毀壞，采用濕氫還原，可以防止烴類裂解析碳，使少量烴類逐漸轉(zhuǎn)化生成氫氣。（4）如果轉(zhuǎn)化和變換串聯(lián)進行還原時，采用濕氫還原可以避免中變催化劑發(fā)生過度還原而失去活性。27、脫硫配氫和轉(zhuǎn)化入口配氫對轉(zhuǎn)化催化劑有什么影響?脫硫配氫的作用主要是原料油中有機硫加氫的需要，一般要求H2／油(體積)為80—100，另外一個作用是增加原料在預(yù)熱爐中的線速度。脫硫配氫對轉(zhuǎn)化系統(tǒng)來講也是必要的，我們知道，還原好的轉(zhuǎn)化催化劑，在一定的還原氣氛下才能較好的維持還原態(tài)。脫硫配入的氫氣有利于催化劑入口段處于還原氣氛中，使入口段催化劑維持良好的還原態(tài)。轉(zhuǎn)化入口配氫主要是指合成氨裝置中的馳放氣部分返回轉(zhuǎn)化入口，對轉(zhuǎn)化催化劑來講，不但能夠使入口段催化劑始終處于還原氣氛中，而且可減少上部催化劑上的結(jié)碳。脫硫配氫或轉(zhuǎn)化入口配氫對轉(zhuǎn)化催化劑長期安全使用是非常必要的。28、原料油突然中斷如何防止轉(zhuǎn)化催化劑床層被高溫鈍化(氧化)?原料油突然中斷，其蒸汽轉(zhuǎn)化吸熱反應(yīng)停止，所以反應(yīng)床層溫度會較大幅度的升高。為了防止催化劑床層嚴(yán)重超溫，一旦發(fā)生原料油中斷，應(yīng)以最快的速度熄滅火咀，繼續(xù)通入蒸汽。為了保護催化劑不被鈍化，同時切入還原性氣體，在還原氣氛下循環(huán)保護催化劑。如沒有還原性氣體切入，再進油之前，催化劑需要重新還原。29、蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑入口段高溫氧化對正常開工造成什么危害?大量實踐表明，對轉(zhuǎn)化催化劑而言，高溫氧化之后還原時溫度必須高于氧化溫度，才能使催化劑充分還原。實際生產(chǎn)中往往由于突然斷油，火咀不能及時熄滅等原因造成上部催化劑高溫氧化，但受工藝條件的限制，重新還原時入口段達(dá)不到相應(yīng)的溫度，就會造成入口段催化劑還原不充分，重新進油時，入口段轉(zhuǎn)化活性下降，造成重?zé)N下移，嚴(yán)重時重?zé)N穿透到下段催化劑，造成下段催化劑嚴(yán)重積碳引起下段催化劑破碎。這對裝置正常生產(chǎn)帶來巨大的危害。30、正確裝填轉(zhuǎn)化催化劑的目的是什么?目的是要保證工藝氣流均勻地分配到全部轉(zhuǎn)化管中去，而且在每根爐管中都無堵塞或架空現(xiàn)象，要求爐管壓降偏差不大于土5％，充分發(fā)揮轉(zhuǎn)化催化劑的整體效能，延長催化劑和爐管使用壽命。31、裝填轉(zhuǎn)化催化劑前要做哪些準(zhǔn)備工作？（1）準(zhǔn)備專用工具小磅秤、催化劑量筒(約7升)、漏斗、細(xì)布袋、尼龍繩、銅錘或木槌、15m長皮卷尺、卷揚機、編織袋和測阻力降設(shè)備等。（2）檢查轉(zhuǎn)化爐管測量空高并記錄；用干凈布擦凈轉(zhuǎn)化管內(nèi)表面；檢查催化劑托盤和多孔板；確認(rèn)孔隙清晰無雜物堵塞；測量空管阻力降并記錄。（3）準(zhǔn)備催化劑將催化劑運至現(xiàn)場；混合取樣并測取標(biāo)準(zhǔn)堆密度；將混合好的同種催化劑裝滿標(biāo)準(zhǔn)量筒稱取同一重量，裝人塑料編織袋堆存?zhèn)溆谩Ｔ谘b簡稱重時只選整粒的，棄去有裂紋的。32、怎樣裝填轉(zhuǎn)化催化劑?（1）將早已稱量好的定量催化劑通過漏斗裝入細(xì)布袋中，布袋的一端系以長尼龍繩，另一端開口處折起10厘米，提著繩輕輕將袋子放人管底，然后提起袋子，使催化劑落人管內(nèi)。注意①繩要系牢，不要把布袋掉人管內(nèi)。②散落催化劑時布袋提起高度應(yīng)小于1m。③中途袋口自動開了時要注意檢查床層總高度，如偏差太大時該管要卸出重裝。（2）全部爐管都裝完一袋后，要適當(dāng)振動爐管，然后測量床層高度，與平均高度相差在5厘米內(nèi)者為正常；相差超過7厘米者或者再振動，或者卸出重裝。（3）以相同的方法裝第二袋、第三袋．．．．每一袋都要重復(fù)（2）的過程，并遵循（2）的要求。（4）全部下段催化劑都裝完并且床高合格后，要對全部爐管測一次阻力降，阻力基本均勻合格時，再以相同的方法、步驟裝填上段催化劑。上段催化劑全部裝完后再對各管測一次阻力降，算出全爐各管平均阻力降。單管阻力降與平均值相差在土5％以內(nèi)者為合格，如果大于5％就要考慮卸出該管重裝。注意：①裝轉(zhuǎn)化催化劑時，上、下段不同種類或不同規(guī)格的要分清，不可混裝；②考慮到催化劑使用中有一定的下沉，床層高度要高于爐管的有效加熱長度。③在暫停裝填時要蓋上上法蘭。再開始裝前要檢查管內(nèi)催化劑上有無雜物。33、護管床層阻力降的偏差為何越小越好?測床層阻力的兩個壓力表指示值的差越大，說明床層阻力越小。相反，兩個壓力表差值越小，則床層阻力降越大。在相同氣源壓力下阻力降小的通過氣體的流量就大。各管阻力降越接近平均阻力降，即偏差越小，各管進料氣流的分配就越均勻，這就更能充分發(fā)揮全爐催化劑的效能，從而延長催化劑的壽命和轉(zhuǎn)化爐的運轉(zhuǎn)周期。34、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑為何要分為上下兩段不同尺寸的顆粒裝填?一般在轉(zhuǎn)化管中上段裝小顆粒催化劑下段裝大顆粒催化劑，這是根據(jù)轉(zhuǎn)化反應(yīng)和工藝上的需要來決定的．大量的轉(zhuǎn)化反應(yīng)是在上段完成的，所以要求上段有較多的催化活性中心，而轉(zhuǎn)化反應(yīng)又主要在催化劑顆粒的外表面的薄層內(nèi)進行，所以催化劑的外表面積相對越大，則越有利于轉(zhuǎn)化反應(yīng)，而小顆粒催化劑提供了相對較大的外表面積；小顆粒的可以裝得較密實，空隙率低，氣流所受擾動大，也有利于傳熱和擴散，有利于反應(yīng)；另外，轉(zhuǎn)化管上段溫度較低，總氣流量較少，通過空隙率較小的床層時不至于形成太大的壓降。處于高溫的下段催化劑主要承擔(dān)進一步完成轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使達(dá)到平衡組成的任務(wù)?；钚员砻婵梢陨僖恍?，要求強度較高，大顆粒催化劑正好可滿足其要求；再者，下段溫度高，氣體膨脹率大，總氣量也多，大顆粒催化劑空隙率較高，也使得氣體流過下段時不會形成很大的壓降。35、常用的幾種輕油轉(zhuǎn)化催化劑對原料中毒物的含量有何要求?對于Z402／Z405和Z409／Z405G而言，要求原料中硫含量小于0.5ppm，氯含量不大于1ppm、鉛含量不大于20ppb、砷含量不大于5ppb。Z403催化劑要求硫含量要小于0.2ppm，其余要求與Z402／Z405相同。36、轉(zhuǎn)化投油的條件是什么?轉(zhuǎn)化投油前必須具備的條件：(1)確認(rèn)轉(zhuǎn)化催化劑已還原良好。(2)確認(rèn)脫硫系統(tǒng)運行正常，加氫、脫硫反應(yīng)器已達(dá)正常操作溫度。(3)中變反應(yīng)器床層已接近操作溫度，PSA調(diào)整到備用狀態(tài)。(4)將系統(tǒng)壓力緩慢提至接近操作壓力，然后適當(dāng)減少循環(huán)氫流量至接近配氫量水平。(5)有關(guān)儀表已啟動，確認(rèn)自控系統(tǒng)設(shè)備無問題。(6)原料油引入裝置，油泵循環(huán)無問題且原料油分析數(shù)據(jù)合格。(7)將工藝蒸汽流量提到正常值的60％左右。37、轉(zhuǎn)化投油加負(fù)荷應(yīng)注意哪些問題?（1）緩慢開啟進油調(diào)節(jié)閥，用手動控制進油流量不超過正常值的25％，要耐心等待原料通過脫硫系統(tǒng)，才能看出轉(zhuǎn)化爐溫的變化。（2）調(diào)節(jié)爐溫至接近正常值，確認(rèn)H2O／C大于5.0，及時取樣分析。（3）注意系統(tǒng)壓力、冷換設(shè)備溫度、分水器液位、放空系統(tǒng)自控是否正常，發(fā)現(xiàn)異常時及時調(diào)節(jié)。（4）投油階段無問題后即可提量，總是先提蒸汽量、后提油量，接著便調(diào)節(jié)爐溫。再次提量幅度應(yīng)不超過滿負(fù)荷的20％。每次提量后要穩(wěn)定一小時左右，以便觀察全系統(tǒng)相應(yīng)發(fā)生的變化，從容調(diào)整及等待各氣樣的分析結(jié)果。（5）及時校核原料油和水蒸汽的流量及流控儀表，觀察爐膛情況、尾氣分析結(jié)果，除非一切無問題，否則不得提至滿負(fù)荷運行。38、什么叫蒸汽的露點溫度?操作中工藝氣體的溫度為什么必須高于露點溫度?水蒸汽的露點就是它在一定壓力下，因溫度降低而達(dá)到飽和的溫度，即其開始凝結(jié)出水滴的溫度。轉(zhuǎn)化、中變的進料工藝氣體中都含有大量水蒸汽，這些工藝氣體的露點，是指在工藝氣體中的水蒸汽在其分壓下的飽和溫度。在操作中工藝氣體的溫度必須高于其露點溫度以避免由于水蒸汽在系統(tǒng)中凝結(jié)而造成的催化劑粉碎。39、轉(zhuǎn)化催化劑水合粉化是怎樣造成的?如何避免?有的轉(zhuǎn)化催化劑是以氧化鎂為載體的，其中的MgO在某些條件下會和水蒸汽發(fā)生反應(yīng)：MgO+H20=Mg(0H)2即所謂水合反應(yīng)，它使催化劑損壞，嚴(yán)重時會使催化劑粉碎而無法操作。所以在開車時，催化劑必須被加熱到?！芭R界”溫度以上，方可通入蒸汽，同樣，在停車時，亦應(yīng)在到達(dá)臨界溫度之前切除蒸汽，就可避免發(fā)生水合反應(yīng)。40為什么轉(zhuǎn)化床層對二、三米的溫度有一定要求?這是為了滿足催化劑性能要求規(guī)定的條件。如Z403轉(zhuǎn)化催化劑，其低溫活性較好，在人口段500—600℃已有較好的轉(zhuǎn)化活性。溫度太高時則會因析碳反應(yīng)過于劇烈而結(jié)碳，所以規(guī)定三米處溫度應(yīng)不大于630℃。而Z402／Z405和Z409/Z405G組合催化劑，其上段Z402或Z409的低溫活性稍差，需要較高的溫度才能發(fā)揮出足夠的活性滿足轉(zhuǎn)化要求，但它本身含鉀，具有良好的抗結(jié)碳性能，在較高的溫度下也不至于結(jié)碳，所以允許在三米處達(dá)670℃的溫度。41、轉(zhuǎn)化爐燃料品質(zhì)和火咀分布對轉(zhuǎn)化過程有何影響？燃料氣的品質(zhì)好應(yīng)該意味著氣中硫含量要少、單位體積的發(fā)熱值要高，燃料油的品質(zhì)除要求干點盡量低，雜質(zhì)含量少外，還要求油的膠質(zhì)含量要低。硫含量少可減輕腐蝕；燃料氣單位體積發(fā)熱值高還意味著H2含量要少，減少回火的趨勢燃料油的干點低和膠質(zhì)含量少就減少了火嘴結(jié)焦的麻煩?；鹱旆窒鄳?yīng)盡可能均勻，靠爐側(cè)墻的兩排火咀應(yīng)較小，因此處只有一面有爐管吸收熱量?；鹁追植季鶆蜻€意味著在正常運轉(zhuǎn)中要盡量全部點燃頂燒火嘴。燃料的品質(zhì)好，在正常運轉(zhuǎn)中燃燒良好，便能調(diào)節(jié)到全爐火餡分布均勻、供熱均勻，滿足轉(zhuǎn)化反應(yīng)對熱量的要求，從而保證轉(zhuǎn)化爐滿負(fù)荷和高質(zhì)量地運行。42、轉(zhuǎn)化爐管排溫差和單管管壁溫差應(yīng)控制多少?為什么?轉(zhuǎn)化爐膛內(nèi)各管之壁溫在同一水平面上應(yīng)當(dāng)大體相等，溫差應(yīng)該是越小越好；但是由于轉(zhuǎn)化催化劑裝填之差異、運行過程中結(jié)碳多少不同或轉(zhuǎn)化爐火嘴供熱多少的差別，各管壁溫差總是較大，應(yīng)當(dāng)通過對火嘴的調(diào)節(jié)使單管壁溫與全爐平均管壁溫度之差在土20℃之內(nèi)．因為控制溫差較才會充分發(fā)揮催化劑的整體效能，延長魯管和催化劑的使用壽命。43、如何判斷火嘴燃燒狀況的好壞?這因轉(zhuǎn)化爐型不同而異：(1)頂燒轉(zhuǎn)化爐主要從火焰的顏色和外形來判斷：當(dāng)燒燃料氣時，火焰應(yīng)該是蘭色的，或在蘭色中帶黃色小斑點，后一種顏色往往表示更有效地燃燒?；鹧娴耐庑螒?yīng)剛直有力，不飄忽，更不能撲到爐管上?；鹧嫣L也意味著燃燒不良(一次風(fēng)太少)。(2)側(cè)燒轉(zhuǎn)化爐：側(cè)燒轉(zhuǎn)化爐的爐管和爐墻的距離較近，多用無焰、輻射式燃燒器，它一般用瓦斯或氣化的液態(tài)烴作燃料。由于燃燒器的特殊設(shè)計，火焰宜燒爐墻，主要靠爐墻的輻射熱來加熱爐管。火焰沒有完整的外形，火焰在火咀周圍均勻分布，將整面爐壁均勻加熱。火苗蘭色或無色，以不撲向爐管為良好。44、什么叫二次燃燒？對轉(zhuǎn)化爐有何影響？應(yīng)如何避免？所謂“二次燃您”即指燃料氣在火嘴前方未完全燃燒，隨煙氣前進在氧氣充足的地方又開始燃燒的現(xiàn)象。它使轉(zhuǎn)化爐溫變得難以控制，并且有可能在某處發(fā)生爆燃的危險。二次燃燒是由于火嘴的一次風(fēng)和二次風(fēng)總量偏低引起的，靠增大對火嘴的供風(fēng)量就可以避免二次燃燒。45、轉(zhuǎn)化爐膛負(fù)壓一般控制多少?負(fù)壓大小對轉(zhuǎn)化爐有何影響?轉(zhuǎn)化爐膛負(fù)壓(上部)一般控制3—5mm水柱(約30—50Pa)。爐膛負(fù)壓太小時會發(fā)生燃燒不良情況，負(fù)壓太大時會增大爐子的漏風(fēng)量，增大了過?？諝庀禂?shù)，都會降低轉(zhuǎn)化爐的熱效率。負(fù)壓太大時甚至?xí)饻缁稹?6、什么叫回火?怎樣避免或處理回火？一般常說的“回火”大約包括三種情況：(1)火焰回火：這是由于燃料氣中含氧濃度太高或燃料氣壓力過低、燃燒器噴嘴處流速過低造成的一種火焰由燃燒室縮回到混合室燃燒的現(xiàn)象，這時燃燒器殼體會被燒紅，而且響聲異常。處理辦法有：a、關(guān)閉一次風(fēng)門；b、停掉部分火嘴以增加其余火嘴的燃燒率；c、增大燃料氣壓力或縮小火嘴的開口尺寸以增加流速或內(nèi)壓。(2)由于燃料中含氧將火焰回火引至燃料氣管線中燃燒，一般爐前的阻火器會制止這種現(xiàn)象，置換燃料氣就可解決。(3)點爐時的爐膛回火：這實際上是一種爆燃，是十分危險的。要避免這種現(xiàn)象：a、爐子點火前要用蒸汽徹底吹掃爐膛；b、確認(rèn)燃?xì)忾y門不漏；c、在火咀前多處采樣作爆炸氣分折；d、點火時不要正對點火孔；e、調(diào)整爐膛負(fù)壓及一、二次風(fēng)門；f、所有火咀均需點燃，不要用鄰近火咀引燃；g、一次點火失敗后，要關(guān)死瓦斯閥門經(jīng)蒸汽徹底吹掃后再點火。47、阻火器的作用是什么?為何有此作用？阻火器的作用是制止火焰進入燃料氣管網(wǎng)，避免回火事故的擴大。阻火器通常安裝在爐前的燃料氣主管線上，它通常是一段直徑比燃料氣管線粗、兩頭帶法蘭的短管。在管內(nèi)與氣流垂直安放著十片左右的銅絲網(wǎng)，一般用一定厚度的鑄鋁環(huán)將網(wǎng)片周邊壓緊并形成一定間隔．由于銅網(wǎng)的散熱性能極好，當(dāng)火焰通到銅網(wǎng)后因溫度劇降而熄滅，從而起到阻火的作用。48、轉(zhuǎn)化爐緊急停工時應(yīng)注意什么？（1）立即停進轉(zhuǎn)化爐的原料油氣，脫硫系統(tǒng)緊急放空卸壓、熄火；（2）轉(zhuǎn)化爐蒸汽減半、熄火、令其自然降溫；（3）對z402、Z405、Z409催化劑應(yīng)在半小時內(nèi)將N2引入轉(zhuǎn)化爐，吹掃轉(zhuǎn)化床層和變換系統(tǒng)。繼續(xù)開引風(fēng)機、打開看火孔、降低轉(zhuǎn)化爐膛溫度；（4）對Z403要在停油后5分鐘內(nèi)引氮氣吹掃置換轉(zhuǎn)化系統(tǒng)并引入還原性氣體。49、什么叫碳空速？怎樣計算?碳空速是用來描述制氫轉(zhuǎn)化爐生產(chǎn)強度的一個專用術(shù)語，即流過單位催化劑體積的碳流量．碳空速簡寫為Vc，碳空速的計算通式：Vc=碳流量（Nm3/h）/催化劑（m3）50、什么叫水碳比?怎祥計算？水碳比是用來表示制氫轉(zhuǎn)化爐操作條件的一個術(shù)語，是指轉(zhuǎn)化進料中水(蒸汽)分子的總數(shù)和碳原子總數(shù)的比值，寫為H2O／C。最簡計算式為：2HO/C=水蒸氣流量（Nm3/h）/碳流量（Nm3/h）=QH2O/Qc水蒸汽的流量如以kg／h表示時，則乘以22.4／18變成Nm3/h，再代入上式。51、什么叫水烴比？它和水碳比有何關(guān)系？我國個別引進的制氫裝置用水烴比作為控制指標(biāo)。即將轉(zhuǎn)化進科中水蒸汽和烴的重量比代替水碳比作為控制指標(biāo)，來實現(xiàn)轉(zhuǎn)化爐的正常操作。所謂水烴比即水烴重量比。水烴重量比和水碳比的關(guān)系為：（1）作為一個需要控制的指標(biāo)，水烴重量比較之水碳比淺顯易懂、直觀，人人會算，容易控制，這是它的優(yōu)點。（2）作為一個控制指標(biāo)，提出的根據(jù)不足。因為盡人皆知，烴類在轉(zhuǎn)化催化劑上結(jié)炭和水碳比大小有直接而明確的關(guān)系，所以設(shè)計上規(guī)定了最小水碳比，而人們無法從水烴重量比判斷出水碳比到底是多少，這對避免因H2O／C過小而結(jié)碳是不利的。（3）水烴重量比與水碳比的關(guān)系不確定。只有當(dāng)所用原料是一種而且組成不變時，一定的水烴重量比才能代表一定的水碳比，如果原料換了，盡管仍控制原來的水烴重量比，水碳比卻不同了。這是因為不同的進料中，碳含量不同的緣故。制氫中變部分的基本知識1、中變催化劑怎樣進行還原放硫？中變催化劑是以Fe2O3的形態(tài)提供的，故在使用前必須進行還原，將活性組分用H2或CO還原為具有活性的Fe3O4。同時除去在制造催化劑時帶入的硫化物，還原反應(yīng)式：3Fe2O3+H2=+H2O+9.614KJ／mol3Fe2O3+C0=2Fe3O4+CO2+50.83KJ／mol一般中變催化劑還原與轉(zhuǎn)化升溫串聯(lián)進行，在中變催化劑120℃恒溫脫水以后，中變床層溫度以30℃／h升至露點溫度以上20℃。一般制氫裝置還原壓力在0.6—1.0MPa，可將床層溫度提到250℃，即可同時引蒸汽和氫氣入系統(tǒng)開始進行中變催化劑還原放硫。如果轉(zhuǎn)化新裝Z402／Z405與Z403H等催化劑可同時進行還原。控制床層溫升不能超過30℃。（1）引入蒸汽時要及時調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化爐火咀和中變?nèi)肟跍乜?，使床層溫度平穩(wěn)，配汽為正常汽量的30—50％。配氫從0.5％起，然后逐漸加大配汽量和配氫量。（2）提高配氫量的同時要慢慢增加配汽量，注意保持H2O／H2比在7.5以下。當(dāng)氫濃度達(dá)到10％以后每次增加氫濃度可為5％直至達(dá)到60％。入口溫度可在溫升不明顯時逐漸提至300℃。當(dāng)轉(zhuǎn)化還原結(jié)束后，可將原料引入系統(tǒng)，加大空速使中變催化劑迅速放硫。（3）引入原料氣后，中變氣改在出口放空，蒸汽加入量應(yīng)以轉(zhuǎn)化水碳比保持在6—7為好。對B—110催化劑，進原料后應(yīng)將溫度提至400℃進一步放硫。為加快放硫速度和使放硫徹底，可逐漸增加原料量至滿負(fù)荷的70％，將中變床層溫度提至450℃，直至連續(xù)三個中變出口氣分析H2S＜1ppm放硫結(jié)束。（4）對B—113催化劑，進原料以后保持中變?nèi)肟跍囟仍?70℃，進料調(diào)節(jié)到滿負(fù)荷的70％，待分析中變出口氣H2S＜1ppm時為放硫結(jié)束。放硫合格后應(yīng)將中變?nèi)肟跍囟冉抵潦褂脺囟取?、中變催化劑還原為什么要配入水蒸汽?配入多少才能保證催化劑不還原過度?在中變催化劑還原過程中配入水蒸汽是為防止Fe3O4進一步被還原成為金屬鐵，而失去變換活性。只要控制H2O／H2比在0.2以上就可保證中變催化劑不被還原過度。3、中變催化劑還原為什么會放硫？影響放硫時間的因素有哪些？怎樣判斷放硫結(jié)束?中變催化劑在制造時有一些不溶解的硫酸鹽生成，它們成為催化劑的有害雜質(zhì)。在有氫氣還原的情況下，催化劑中的硫酸鹽會分解成硫化氫放出，催化劑本體含硫多，放硫時間可能長些。提高中變床層溫度，加大干氣空速，保持合適的水氫比都可縮短放硫時間。當(dāng)中變床層溫度已經(jīng)提到最高的使用溫度或最高的放硫溫度(如B—110提到450℃，B一113提到370℃)，進料負(fù)荷提到全負(fù)荷的70％，中變氣出口分析含硫化氫連續(xù)三個樣小于1ppm，可判定放硫結(jié)束。4、影響中變催化劑正常使用的因素有哪些?如何延長催化劑的使用壽命?影響中變催化劑正常使用的主要因素和延長使用壽命的方法有：（1）原料中的有毒物質(zhì)如砷、硫、磷等其含量應(yīng)嚴(yán)格控制。如砷要小于5ppb，硫要小于0.5ppm，氯要小于1ppm。（2）水氣比一般要控制在0.8—1.0。任何時候都不能用還原性干氣通過催化劑。（3）反應(yīng)溫度要采用保持CO合格的最低反應(yīng)溫度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)CO含量上升時，再適當(dāng)提高入口溫度。應(yīng)控制溫度平穩(wěn)，防止超溫使催化劑晶粒長大降低活性。（4）停工檢修盡量采用氮氣保護，而不能使催化劑接觸空氣以免燃燒或鈍化，并應(yīng)防止被水泡。（5）開、停工或正常生產(chǎn)時應(yīng)注意壓力平穩(wěn)，不能急劇變化，防止催化劑破碎。（6）轉(zhuǎn)化部分要精心操作，減少水蒸汽帶鹽，避免轉(zhuǎn)化氣攜帶硅、鉀、鎳等雜質(zhì)覆蓋中變催化劑表面，導(dǎo)致催化劑失去活性，并增加系統(tǒng)阻力。5、中變催化劑如何鈍化？還原態(tài)的中變催化劑與空氣接觸會自燃放出大量熱，使催化劑燒結(jié)成塊或燒壞設(shè)備，催化劑卸出時，可引起火災(zāi)。因此當(dāng)催化劑需要卸出時，先要進行鈍化。4Fe3O4+O2=6Fe2O3+464.735KJ／mol上式每1％的O2可造成160℃的溫升，即使在常溫下氧化反應(yīng)也能進行。鈍化可以在配入蒸汽的情況下，在床層200℃時，通入少量空氣來進行。即有控制地緩慢氧化，氧含量要從0.5％開始慢慢增加，控制床層溫升不超過30℃，直到床層無溫升、進出口氧含量基本相同為止。然后用空氣取代蒸汽使催化劑冷卻至常溫。卸出時應(yīng)只拆開卸料口，并用水噴淋沒有鈍化好的催化劑以防止燃燒。6、什么叫水氣比？H2O／CO比？如何計算?轉(zhuǎn)化氣進人中變反應(yīng)器中的水蒸汽體積數(shù)與干氣體積數(shù)之比叫水氣比。水氣比=水蒸氣量（Nm3/h）/干氣量（Nm3/h）H2O／CO比是水蒸汽量與干氣中CO量的體積比。H2O／CO=水蒸氣量（Nm3/h）/CO量（Nm3/h）例：轉(zhuǎn)化氣總干氣量為25000Nm3/h，總濕氣量為51000Nm3/h，其中CO量為5.38％(濕基)，求水氣比和H2O／CO比。解：水蒸汽量＝51000—25000＝26000Nm3／hCO量＝51000×0.0538＝2744Nm3／h水氣比＝26000／25000=1.04H2O／CO=26000／2744＝9.487、什么叫變換率?如何計算?一氧化碳在變換反應(yīng)器中變換反應(yīng)掉的一氧化碳的百分?jǐn)?shù)叫變換率。變換率用下式計算：X%=（Y1－Y2）/Y1（1＋Y2）式中Y1和Y2分別是變換前和變換后氣體中的CO％濃度(干基)。例：某廠轉(zhuǎn)化氣中CO含量為9％，經(jīng)中變后，CO含量降為2.5％，計算中變反應(yīng)變換率。解：中變變換率X中＝（0.09－0.025）/0.09×（1＋0.025）＝70.5%。8、什么叫化學(xué)平衡？什么是化學(xué)平衡常數(shù)？什么叫平衡變換率？在一定的溫度、壓力下，反應(yīng)體系的正反應(yīng)速度與逆反應(yīng)速度相等時，體系中各組分濃度不再改變，這種情況稱為化學(xué)平衡。處于化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)的體系中，產(chǎn)物濃度的乘積和反應(yīng)物濃度的乘積的比值是一個常數(shù)，稱為平衡常數(shù)，以Kp表示。平衡時的最大轉(zhuǎn)化率稱為理論轉(zhuǎn)化率。變換反應(yīng)平衡時的最大變換率叫平衡變換率。變壓吸附部分基本知識1、什么是吸附分離?吸附是化工生產(chǎn)中對流體混合物進行分離的一種方式，是利用混合物中各組分在多孔性固體吸附劑中被吸附力的不同，使其中的一種或數(shù)種組分被吸附于吸附劑表面上，從而