制氢水蒸汽烃类转化催化剂的性质和使用

1、制氢水蒸汽烃类转化催化剂的性质和使用1.1概述制氢装置所用的原料通常为轻石油，一般认为适合于水蒸汽烃类 转化制氢的石脑油干点小于 220 C，其组成可以用通式 CnHm表示。 由于碳数较多，液态烃蒸汽转化反应是很复杂的。 从蒸汽转化的角度 看，液态烃比起甲烷更容易转化。然而由于液态烃组成复杂，特别是 干点较高的轻油组成更复杂，含有直链烷烃、环烷烃和芳烃。转化过 程中，一方面这些烃类与水蒸汽发生催化转化反应，另一方面烃类还会发生催化裂解反应和均相热裂解反应。 大量裂解产物经过进一步的 聚合、芳构化和氢转移等反应都会导致结炭。所以液态烃蒸汽转化催 化剂必须具有良好的抗积炭性能，这是催化剂能否正常使

2、用的关键。水蒸汽烃类转化催化剂按载体的不同一般分为两大类，一类是用 分散性能良好的碱性金属氧化物（如MgO）为载体，辽河化肥厂生产的Z403H属于这一种，另一类是以碱金属氧化物和碱土金属氧化 物为载体（如 ©0）,齐鲁化肥厂生产的Z402、Z409属于这一种。 1. 2国产液态烃转化催化剂的物化性质1. 2. 1催化剂的物理性质催化剂的物理性质见表5-11。表5-11物理性质型号外型与尺寸堆密度kg/L 径向抗破碎强度N/颗外径X高X内径，mmZ40216X7 >60.951.2>250Z40416X16W0.951.2>500Z40516X6X50.951.1&g

3、t;450Z40916X5X60.951.2>200Z41015X5X5.50.800.90> 200Z403H16X6X6.50.901.1轴向抗破碎强度30001. 2. 2催化剂的化学组成催化剂的化学组成见表5-12。表5-12化学组成型号主要化学组成，重量%NiOAI2O3MgOCaOSiO2FezOsK2O稀土Z4021730127136Z404155014Z405117614Z409222311131157少量Z4101852255Z403251164H1. 3催化剂的装填1. 3. 1概述转化催化剂装填的好坏对于装置开工后能否长周期正常运行， 以 及对转化炉管及催化剂

4、 使用寿命的长短都有很大影响，所以 必须给以足够的重视。 较为理想的装填情况是使各炉管所装的催化剂 同重量、同高度、 同阻力降，因而通过相同的气量时原料转化程度一 致，但实际上因几种原因达不到预期目的。1 虽然每根炉管装入相同数量的催化剂，但因振荡程度不一样， 催化剂松紧程度不同 , 造成每根炉管之间阻力降不同。2 虽然每根炉管装入相同重量的催化剂。 但由于催化剂环大小不 一 （ 破碎造成 ）, 吸湿量不同，将导致催化剂重量相同时而环数不 一，从而造成阻力降不同。3 每批催化剂的配料可能略有不同，从而造成堆比重不同 , 当填 装重量相同时其实际装填高度可能不一样。4 催化剂装填时， 催化剂有少

5、量破碎的可能， 这种情况造成即使 炉管床层高度偏低而该管的阻力降也有偏大的可能。5 催化剂装填不好，催化剂床层间会有 "架桥 "，虽然床层偏高， 但阻力降也会偏小。为使催化剂在装填后能达到理想的状态，应 兼顾重量和容积两方面， 并采取必要的措施如木锤敲击炉管法兰、 振荡器振荡等。132准备工作 :1 必须将转化炉顶、底清扫干净，转化炉管也要清抹干净，转化 炉烘炉完毕并经检查合格。2 装剂工具配备齐全3 打开转化炉管的上、下法兰面，卸下托栅。4 先用工业风逐个吹扫转化炉管。5 将尼龙绳系上毛刷或汗巾 ,上、下拉刷炉管内壁，确认炉管内 无杂物 ,内壁洁净。6 逐个检查出口猪尾管

6、 ,确认无堵塞现象。装剂方案已落实。7 装上炉管底部托栅 ,并用皮尺测量所有炉管空高。要求各空管 高度相同 ,否则,应检查原 因,处理好 ;重新测定 ,直至合格。8 将所有炉管下法兰用垫片装好。9 专人安装、检验并调节好测炉管压差计 （压力降测定器 ）。10 测量每根空管压力降。每根管测三次 ,取平均值为实际值。 然 后将全炉各管压降值平均 ,要求各管压降与全炉平均压降值偏差 不大于± 5%。否则查找原因 ,处理后重新测量 ,直至合格为止。11 可在靠近转化炉处选一块空地 , 用防水布匹及竹手架搭一催 化剂临时存放棚。便于能在下雨天安全存放转化催化剂。12 可先将 Z-405,Z-4

7、02 催化剂桶从库区运至临时存放棚。13 装填前筛去催化剂粉末和碎块。 过筛时可边过筛边用工业风吹 扫。若过筛后仍有破碎催化剂 ,应进行人工拣出。14 上述各项工作准备完毕后 ,必须由专门负责催化剂装填的人员 检查合格后 ,才可进行催化剂装填。133 装填步骤及方法1催化剂分袋 :（1）按预定的催化剂装填量进行分袋。分袋时应由专人对每袋装袋工序把关 ,确保每袋重量相同。（2）分袋结束后做必要的编号存放好。（3）不同种类的催化剂不要同时分袋， 分装完一种后再分装另一种， 以避免将不同种类的催化剂混在一起。（4）分袋结束后不同类型的催化剂要分开位置堆放。 2催化剂装填（ 1）用卷扬机及吊斗将第一种

8、转化催化剂（装在炉管底部的催化剂如Z402）全部运到转化炉顶。（2）装填时最好先在每根炉管底部装放一层 10cm 厚的高纯氧化铝 瓷球，防止支承栅板堵塞。（3）将 催化剂用小铲装入小布袋内，此时，小布袋的底端应叠起约 10cm。 然后紧贴炉管内壁慢慢地将催化剂放下 , 到底时 ,将吊 装绳轻轻向上抖 , 就可将催化剂装入炉管中。（4）将空布袋提上后 ,可用木锤连敲数下，然后再继续装入第二小 袋，直至应装的第一种催化剂全部装入炉管内。（5）待每根炉管均装完第一种催化剂后 ,每根炉管都用木锤连敲数 锤,把催化剂填实，然后测量每根炉管的空高和压降，力求达到 同一数值。（6）求出炉管的平均压降，炉管压

9、降超过平均压降的± 5%为不合格 , 需卸出重装。（7）依上述方法继续装填第二种催化剂（装在转化炉管上部） ,直至 全部装完 ,然后测出全炉的空高和压差。求出全炉的平均压降，不合格的炉管必须卸出重装，直至合格为止(8) 每根炉管装完催化剂且合格后，再分别在每根炉管上部装入 10cm高度瓷球。(9) 上述工作完成后将每根炉管的上、下法兰装回，充N2至O.IMPa 保压。1. 3. 4装剂示意图瓷柱或瓷第二种催化 剂第一种催化瓷柱或瓷球托盘1. 3. 5转化催化剂装填注意事项1.最好每根炉管分四次装填，每次大约装填整个床层的1/4,装填前要准确称重(每根管装量要保持相同)，每根炉管和装完

10、1/4 后要仔细振动，保证装填后的床层高度基本相同。在整个 装填过程中要对每根炉管认真做好记录。 各管装填应达到同高 度、同重量以保证有相同的压差。2. 不允许将催化剂从炉管顶部直接向下倾倒，以免催化剂破碎。 防止催化剂“架桥”。上下段催化剂不得装反或混合装填。3. 吊装绳要比转化炉管长 ,吊钩的一端应找固定点系牢在转化炉 顶部，以避免装剂过程中未抓紧吊绳而使布袋掉入炉管内， 另 外，不可将满袋催化剂在半空中散袋落入炉管中， 造成催化剂 的粉碎。4. 布袋在炉管中下降要缓慢 ,提起高度不应大于 1 米（没到底时， 不要往上提，以免催化剂散落。5. 装填中途布袋如果开口，该管催化剂应卸出重装 , 以免催化剂 破碎太多，该管阻力降太大。6. 若炉管内不慎落入螺帽、 螺栓等金属物可立即用磁铁将其吸出 若吸不出则该管催化剂要卸掉重装。 特别是落入较大、 较重的 物品时更要卸出重装。7. 单根炉管压小于允许值的炉管