制氢转化催化剂的使用与维护

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2024年催化氢化反应安全操作原则(2篇)

2024年催化氢化反应安全操作原则1．催化剂领用量应遵循按需领用的原则。

需要多少领多少，要避免一次领用过多，长期放置不用，而导致催化剂活性降低甚至失活，或者干燥失水甚至自燃。

暂时存放须用氮气保护。

2．仪器设备的检查与使用（1）实验室里进行催化氢化反应，实施前必须仔细检查所用仪器，不得使用有明显破损、有裂痕以及有大气泡的玻璃仪器；（2）对所使用的氢气袋子必须用氮气检查是否漏气，不得使用漏气的氢气袋子；（3）检查所用的胶管是否老化不可用以及接头处是否松动；对于使用高压釜进行的催化氢化反应，初次使用高压釜前必须有专人进行培训。

使用设备前必须按规定逐项检查，主要内容包括：（1）场地是否整洁有序，避免摆放杂乱导致的安全隐患；（2）氢气及氮气的压力表头使用前必须进行打压试验，确认正常后方可使用；（3）氢气及氮气钢瓶压力；（4）管路是否有裂纹，是否畅通；（5）各阀门是否漏气，并对确认其开/关状态；（6）热电耦温度计是否正常可用，线路是否完好不露电，插热电偶时注意插到底，使之真实反应体系温度等；3．投料：向容器中加入溶剂和原料，搅拌溶解后，向容器中吹入氮气一段时间，使体系处于惰性气氛中，再加入催化剂。

加入催化剂的动作要快，以尽可能减少催化剂自燃并引燃溶剂的可能性。

或者先将催化剂加到溶剂中再一起转入反应器，再加入主原料，但因为体系呈黑色难以观察。

置换体系：用真空抽尽体系中的空气后，用氮气袋向体系中通入氮气，再抽尽氮气，如此重复操作3-5次，然后再抽尽氮气，用氢气袋通入氢气，如此重复操作2-3次，最后通入氢气进行反应。

在高压釜中，要求置换次数均要多一些。

4.反应中间取样：取样前，先用氮气置换体系2－3此，或者吹入氮气一段时间后再用滴管取样（高压釜取样是用氮气由压料口压出的）。

5.后处理:反应完毕，氮气置换体系，使体系处于惰性气氛中，抽滤，滤饼用溶剂淋洗2-3次，及时用乙醇或水液封，并尽快回收。

使用过的催化剂还有较高活性，加上有溶剂残留，也可能引起自燃，操作时也应小心。

5制氢催化剂的使用

第五章制氢催化剂的性质和使用制氢过程使用的催化剂有如下几种：（1）钴——钼加氢转化脱硫催化剂；（2）脱氯催化剂；（3）氧化锌脱硫剂；（4）烃类——水蒸汽转化催化剂；（5）中温变换催化剂；（6）低温变换催化剂；（7）甲烷化催化剂；（8）吸附剂。

这些催化剂的使用条件非常苛刻，为了使装置实现安稳长满优生产，确保经济、合理、高效的生产目的，必须严格控制原料杂质的浓度，以避免杂质对催化剂的损害。

制氢所使用的原料一般都是轻油，近年一些装置掺用部份炼厂干气制氢，这些制氢原料中通常含有的对制氢催化剂有影响的杂质是硫、氯、有机金属化合物。

硫对含镍的转化催化剂和甲烷化催化剂，对含铜的低温变换催化剂都会造成毒害，一般转化炉入口原料中硫含量要求小于0.5ppm。

硫中毒会使转化炉管产生“热带”，也会促使出口气体甲烷含量增高。

氯离子具有很高的迁移性，可随工艺气流迁移，对下游催化剂及设备造成威胁。

许多合金钢受氯侵蚀后产生应力腐蚀，氯的侵蚀导致许多换热器破裂。

氯会导致转化催化剂失活，对铜系低温变换催化剂的影响更大，氯与铜形成的新物质的熔点很低，易升华又易熔于水，在低变工艺条件下，这些氯化合物可以穿透整个床层。

一般要求原料中含氯应低于5 ppb。

有机金属化合物会沉积在加氢脱硫及转化催化剂表面，导致催化剂活性的永久性衰退，一般要求原料中重金属含量应低于5ppb。

5．1加氢转化催化剂制氢原料中含有不同数量的有机硫和无机硫，这些硫化物的存在，会增加原料气体对设备的腐蚀，尤其重要的是制氢过程所使用的含镍、含铜的催化剂极容易被硫中毒，失去活性，严重影响生产的顺利进行。

但是，有机硫化物性能稳定，不容易被脱除，只有在加氢催化剂的作用下，与氢气反应将有机硫转化生成硫化氢，才能被脱除。

传统加氢转化催剂的主要成份是υ-Al2O3担载的C O O和M O O3，即钴——钼加氢转化催化剂，近年来北京海顺德催化剂有限公司生产的加氢催化剂的载体改用钛的氧化物，这种催化剂也取得一定的实用业绩。

Z111系列转化催化剂使用说明书

Z111系列转化催化剂使用说明书西南化工研究设计院有限公司2019年12月目次一．催化剂的物理特性及化学组份 (3)二．催化剂的技术指标 (3)三．催化剂适用于工业装置一段转化及制氢工艺条件 (4)四．催化剂对原料及毒物的要求 (4)五．催化剂的存放和装填 (4)六．工业用催化剂的升温还原 (5)七．操作注意事项 (5)八．停车处理 (5)九．异常情况的处理 (6)十．其他 (6)Z111系列转化催化剂使用说明书Z111型低水碳比转化催化剂是以镍为活性组份，氧化铝为载体、稀土氧化物为助催化剂的烧结型气态烃蒸汽转化节能型催化剂。

通常用于在低水碳比条件下操作的合成氨厂一段蒸汽转化炉反应管的上半部，也可全炉使用。

一．催化剂的物理特性及化学组份1、外观颜色：灰黑色（在生产过程中，产品颜色有时会发生变化，但不影响使用性能）。

可根据用户要求提供其它尺寸或形状的催化剂。

堆密度以工厂装填时实测堆密度为准。

二．催化剂的技术指标1、化学组份，％(m/m)NiO≥14.50； SiO2≤0.202、颗粒径向抗压碎强度(平均值)，N/颗Z111B：≥250；短型：≥250；长型：≥350。

3、低强度颗粒百分率(Z111B低于140N/颗，其它型号催化剂低于160N/颗的颗粒百分率)，%短型：≤5.0；长型：≤5.0。

4、活性检测(1) Z111型转化催化剂活性检测程序、催化剂装填、还原及检测条件均按HG 2273.4-92执行。

(2) 检测装置应符合HG 2273.4-92有关规定和要求。

(3) 催化剂活性指标(干转化气中CH4体积含量)，%短型：合格品≤ 66.0；一级品≤ 64.0；长型：合格品≤ 23.0；一级品≤ 21.0。

三．催化剂适用于工业装置一段转化及制氢工艺条件1、一段转化管入口气体温度：450～600℃；2、一段转化管出口气体温度：650～850℃；3、一段转化管出口压力：常压～4.5MPa；4、水蒸汽／碳：2.5～4.5；5、原料气空速(碳空速)，大型氨厂：1800～2000h-1；中小型氨厂：500～1000h-1；6、出口转化气组份中CH4含量：由工艺参数决定。

制氢装置催化剂使用要求

制氢装置催化剂使用要求：
一、转化催化剂：
1、原料性质及构成：
制氢装置转化进料应满足如下要求：石脑油干点不大于180℃，芳烃含量小于12%（wt）,烯烃含量小于1%（v/v）。

硫含量小于0.5ppm；氯含量小于0.5ppm，砷含量小于5.0ppb。

焦化干气、催化干气等炼厂气经加氢脱硫等精制处理满足上述指标后，是优良的轻质烃类原料，均可作为转化制氢的原料。

附原料气组成见下表：焦化干气+加氢干气（净化前）
2、装置转化炉进出口工艺设计指标：
入口温度 500±20℃
出口温度 800～820℃
入口压力 2.9MPa
出口压力 2.6MPa
水碳比 3.7mol/mol
碳空速 585h-1
转化气组成：甲烷（使用初期）小于6.0％(干基)
甲烷（使用末期）小于6.5％(干基)
二、干气加氢催化剂：
1、原料气组成：
焦化干气+加氢干气（净化前）
2、操作条件：
反应温度: 280～360℃
反应压力: 3.02MPa（a）
气空速： 564 h-1
3、说明：原料气中烯烃含量按10%考虑，加氢后，有机硫含量应小于0.1%，烯烃小于0.1%，床层分三段装填，注急冷氢（原料气），要求热点温度不超过380℃。

三、中变催化剂：
1、使用条件：
反应温度: 入口 340～360 ℃
出口 400～414 ℃
反应压力: 2.55MPa（a）
出口CO含量＜3% V(干基)
入口H2O/CO 6.35 (mol/mol)
干基空速 727 h-1。

制氢装置预转化催化剂应用分析

曰
焙变值1
焙变值2
Or
872.07
897.66
根据计算结果可以看岀，经过预转化反应后熠值增加，说明预转化反应整体表现为放热反应, 放热负荷30.77 MW.预转化单元的存在可降低转化炉热负荷约22. 6% ,对降低制氢能耗作用较大⑷。
两组数据对比发现，原料中碳的比重从 10.82%增加到13. 52%时，出口组成熔值增加 25.59 kj/mj即0.99 MW。说明当出口、入口温度一定时,原料气组分中含碳比例越大，预转化放出的热量越多，预转化温升越大。
1预转化催化剂的保护预转化催化剂失活的主要因素包括氯与硫的
中毒、烧结、硅沉积等，其中生产过程中能够控制的是氯和硫的脱除。实际问题及解决措施如下：
(1) 氯来源于原料和水蒸气。首先确保原料中氯质量分数低于5 pig/g⑵，然后通过脱氯反应器将氯脱除至0.1 |ig/g以下，因后续的脱硫反应在反应机理上同样具有脱氯作用，有效保证了原料中的氯不会穿透;其次炼油厂循环利用水资源, 易使中压蒸汽中的氯逐渐富集,这是一个长期、易被忽视的过程，但是设计有预转化反应器的要特别注意，必须定期对中压蒸汽氯含量进行监控。
¢,%
组分
ch4
C2H6
c3h8
C4H10
H2
h2o
原料气1 3.49 2.83 2.05 2.45 10.27 77.14
原料气2 5.51 3.33 2.27 2.41 11.61 73.02
表2预转化气组成
Table 2 Composition of pre-converted gas ¢,%
催化剂与助剂
炼油技术与工程 PETROLEUM REFINERY ENGINEERING

CNZ—甲醇制氢催化剂使用说明书

CNZ—甲醇制氢催化剂使用说明书CNZ---1型催化剂是一种以铜为活性组分。

由铜、锌、铝等的氧化物组成的新型催化剂。

其对甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳具有高活性和良好的选择性。

一、催化剂的主要特性1．型号：CNZ—1型2．外观颜色、外观尺寸和形状：催化剂为黑色圆柱体。

表面光滑，有光泽。

公称尺寸：φ5×5毫米4．堆密度：0．85～1．15公斤／升5．机械破碎强度：≥60牛［顿］／厘米6．催化活性采用模拟反应器测定反应器：φ25×1．5mm催化剂尺寸：φ5×5mm催化剂装量：60毫升还原条件：还原压力：常压还原温度：最高230℃还原空速：1000时-1还原时间：50小时还原气：含H2 0．5～2％的N2气（或脱硫天然气）测定条件：反应压力：常压反应温度：250℃左右水甲醇流量：60毫升／小时催化剂活性：时空产率≥600Nm3／m3催化剂．时二．催化剂的包装、贮存和装卸1．催化剂用塑料袋包装后装入铁桶内。

贮存在室内，严防受潮、受震和毒物污染。

搬运过程中不要在地上滚动。

不能从高于0.5米的地方落下，或撞击。

2．在正常情况下，催化剂可以贮存一年以上，对催化剂的活性和物理性能不会影响。

3．催化剂装入反应其前，应用3mm筛子过筛，除渠少量粉末。

并检查反应器有无堵塞物或遗留工具等。

4．催化剂装入反应器时，采用专用布袋或胶管。

将催化剂装入布袋再导入反应管中填装，直至管板表面为止。

装填时应防止催化剂架桥。

要求每根反应管所装催化剂数量相同，高度相同。

5．操作人员在装填催化剂时，严禁直接在催化剂上行走、踩踏。

应在催化剂上垫木板，站在木板上操作。

防止催化剂破碎。

6．催化剂装填完毕后，用空气或氮气将管内和管板上的催化剂粉末清除干净。

7．催化剂使用前要进行还原活化。

如需卸出活化后的催化剂，应对催化剂进行钝化。

三．催化剂的升温、还原和活化CNZ—1型催化剂有铜、锌、铝的氧化物组成。

使用前应进行还原。

1．还原条件：还原压力：常压还原空速：1000时-1还原气：含H2 0．5～10％的纯氮气（或脱硫天然气）2．还原气质量：O2<0.1%H2O<0.2%S<0.1ppm氧化物<0.1ppm油雾极微3．升温还原程序还原前必须检查还原用N2。

如何有效延长制氢装置转化催化剂使用寿命

如何有效延长制氢装置转化催化剂使用寿命我公司制氢装置自2006年6月份原始开工以来至2009年4月，更换了6次转化催化剂，平均使用寿命为为170天，距设计寿命2~3年有较大差距，国内运行较好的炼厂如齐鲁炼油厂制氢装置为3年一换；大连西太平洋石化制氢装置运行周期达到了4年，而国外一些大的制氢装置更是超过了5年，这样给我们装置造成了极大的浪费。

为保证装置的长周期运行，有效延长催化剂的使用寿命刻不容缓。

我制氢装作转化催化剂采用的是齐鲁科力公司生产的烃类蒸汽转化催化剂Z417、Z418，以镍为活性组分，导致该类催化剂使用寿命短的原因主要有以下因素：1、催化剂装填不均匀。

不管是对于催化剂本身，还是对转化炉管，均匀地把催化剂装填在炉管内是实现良好使用效果的第一个步骤。

如果由于在装填时架桥产生催化剂床层空隙，那么外部供热将不能被吸热的蒸汽转化反应所吸收，由此会导致转化炉炉管局部过热损坏催化剂。

2、结炭。

转化催化剂上积炭是导致活性下降的最常见原因，在正常的操作条件下，催化剂上不会产生炭沉积，但是，当装置遇到事故发生，如电源故障、机械故障或操作人员的疏忽特别是水碳比的控制不当都可能导致催化剂结炭，结炭严重时会导致催化剂机械破碎。

3、催化剂中毒。

由硫、氯和砷等引起的中毒会使催化剂的使用寿命缩短，中毒的现象是转化炉炉管的表面温度升高，严重时转化气出口甲烷含量增加。

硫中毒和氯中毒是可逆的，不严重时可通过改变操作条件对催化剂进行再生，砷中毒是不可逆的。

4、催化剂的热老化。

在操作过程中，镍表面积将会逐渐地不可避免地降低，降低的程度与实际操作温度有关，在一定程度上也与时间有关。

由于原料气不连续以及转化炉管单独暴露在蒸汽中将会加快炉管顶部催化剂的热老化，转化炉管过热也会加快催化剂的热老化，即使一个短时的温度骤升也会引起镍表面积的损失，它将缩短数月的催化剂寿命。

5、催化剂遇水粉化。

当配入水蒸汽温度过低含有液态水时，高温下催化剂遇水会粉化破碎，造成催化剂的堵塞。

制氢转化催化剂的使用与维护

制氢转化催化剂的使用与维护制氢转化催化剂的使用与维护摘要：本文对于制氢催化剂的日常使用以及维护进行了介绍，包括制氢催化剂的性质、制氢催化剂的装填、制氢催化剂的投用等。

还详述了制氢催化剂在使用的过程中所存在的问题，催化剂的破碎、积碳、中毒以及催化剂有毒物质的产生等问题，并针对这些问题提出了相应的预防手段，为制氢催化剂的使用和维护提供了现实的技术基础。

关键词：制氢催化剂问题措施装填投用一、转化催化剂制氢转化炉内的催化剂一般为Z111-4YA、Z111-6YQ、Z111、Z111B。

催化剂的物理特性以及化学组成如表1和表2所示，转化催化剂一般优化为圆柱状，并在原来的的基础上在内部进行开孔处理，催化剂在使用的过程具有较大的接触的面积，其活性能够成倍的增加。

制氢催化剂在使用的过程中要添加一种抗结碳的物质，使得催化剂在低温状态下还能够保持较好的活性，并且使得催化剂抗积碳的性能增加。

下端的催化剂虽然具有很高的活性但是其抗积碳的能力较弱，所以一般来讲转化的反应大部分都是在上端完成的，上端对于活性催化剂的量要求较大。

由于转化催化剂的作用主要是位于催化剂的外表面，所以催化剂的外表面越大那么越有利于转化。

较小的颗粒由于气动扰动较大所以较利于反应。

表1常用催化剂及其物理性质表2常用催化剂的化学组成二、转化催化剂的使用在制氢催化剂的使用过程中，制氢催化剂的装填需要考虑到转化炉的结构，在工艺流程气密检查合格之后，就将氮气冲入炉内进行循环和升温，在对制氢催化剂使用的过程中要控制加热速度，尽量将加热速度控制在50摄氏度每小时以内。

在升温的出口的温度达到350摄氏度，转化管的温度大于350摄氏度，高变床的温度大于200摄氏度的时候，在配气点引入一定压力的蒸汽来对制氢转化过程进行加热，加热的速度要控制在30摄氏度每小时以内，然后采取相应的措施进行脱硫的操作。

对天然气的进气以及配氢的流程进行改善，防止温度出现较大程度的扰动，在各参数调节正常之后连入PSA，对氢气进行提纯的操作，如果显示提纯的纯度达到100%的时候，设备正常运转，在这个时候催化剂的作用开始发挥。

制氢转化催化剂的使用与维护

薄层内进行，因此，
线…，生产出符合高压加氢裂化装置新氢要求在高纯氢气，同时副产９．８ＭＰａ高压过热蒸汽。该装置设计能满足在计划停工间隔内连续操作４年的要求，按
年开工８４００ｈ计算物料平衡。
１转化催化剂的性质
转化炉管内装有ＪＭＣ公司生产的新型转化催化剂ＫＡＴＡＬＣＯ～Ａ２５－４Ｑ、ＫＡＴＡＬＣＯ～Ａ５７－４ＧＱ。采用优化四孔方型，在原来四方孔型的基础上在四周表面开４个槽，增大催化剂的几何表面积，从
表１转化催化剂的物理性质
Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｒｅｆｏｒｍｉｎｇｃａｔａｌｙｓｔ
２转化催化剂的装填与投用
２．１转化催化剂的装填转化炉是该制氢装置的核心设备，炉型结构为垂直管排顶烧箱式炉Ｊ，设有￣１２５×１１×１３８００
２００万ｔ／ａ汽柴油加氢装置组成第二联合装置。该装
置以天然气为原料，采用德国Ｕｈｄｅ公司的工艺技术，烃类蒸汽转化法造气，ＰＳＡ法提纯氢气的工艺路
ＣＯ。ＭＡ５７－４ＧＱ）具有较高的转化活性，但抗结炭性能差。大量的转化反应是在上段完成，所以要求上段具有较多的催化剂活性中心。而转化反应又

对制氢转化催化剂的影响因素分析及对策

对制氢转化催化剂的影响因素分析及对策田喜磊中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石蜡精细化工厂河南南阳473132摘要：随着加氢工艺的发展，各种制氢装置开工数量也逐年增加，轻烃水蒸气制氢装置就是其中运用较多的1 种。

转化催化剂是轻烃水蒸气制氢装置的核心，造成其中毒或减少其使用寿命的因素也较多，通过对各种会对轻烃水蒸气转化催化剂造成影响的因素进行了深入的分析和探讨，为如何解决和减少此类因素对转化催化剂的损害，提供一定的技术思路。

关键词：轻烃水蒸气制氢转化催化剂影响对策前言近年来各种制氢装置开工运行数量不断增加，尤其是轻烃水蒸气制氢装置在已开工的各种制氢装置中占得比例较高。

在日常生产中，影响轻烃水蒸气制氢装置正常运行的因素很多，破坏性也很大。

转化单元作为轻烃水蒸气制氢装置的核心，各种条件的变化最直接的影响对象就是转化催化剂。

本文对能够影响轻烃水蒸气制氢转化催化剂的使用效果和寿命的因素进行分析并提出相应对策（下面以洛阳石化轻烃水蒸气制氢装置为例）。

1 装置简介制氢装置主要有原料的预加氢、原料脱毒、轻烃水蒸汽转化、中温变换、余热回收以及中变气的PSA氢气提纯、产品氢升压等部分组成。

主要工艺流程见图1。

图1 制氢装置流程轻烃水蒸气制氢原料经预加氢、脱毒净化后，烯烃＜1（v）%，无机硫、氯离子含量均≤0.5μg/g，防止后序转化剂的积炭，硫、氯中毒。

脱硫后原料进入转化炉，经过装有转化催化剂的176 根炉管，在反应温度450～900 ℃，反应压力为1.5～3.0 MPa，水蒸气与原料的H2O/C摩尔比为2.5～6的条件下，进行转化反应，得到含氢气体70（v）%～80(v)%，甲烷3（v）%～6（v）%、CO 3（v）%～8（v）%、CO2 10（v）%～15( v)%左右的转化气，转化气再经中温变换反应将CO进一步转化为CO2 与H2，使中变气中CO＜3(v)%。

中变气在温度≤45 ℃，压力2.0～2.5 MPa，进入PSA变压吸附单元，经提纯后能得到纯度≥99.9%、CO+ CO2≤20 μg/g的工业氢，PSA解析气作为燃料送至转化炉燃烧。

催化氢化反应操作要点及注意事项总结

催化氢化反应操作要点及注意事项总结催化氢化反应是有机合成非常常见的一类反应，如硝基加氢还原为胺，腈还原制备胺，苄基醚氢化脱保护，苄基保护氨基氢化脱保护，双键的还原等等。

其应用非常广泛，但是又非常引起起火事故，因此操作中要详尽考虑各种危险因素。

一、避免火灾措施氢化反应中常用的几种金属催化剂有Pd/C、Pd(OH)2，Raney Ni、Pt/C、PtO2。

这类金属催化剂和空气摩擦很容易出现火星，如果有有机溶剂存在很可能会起火。

为了避免起火，可以从以下几点考虑：1、降低催化剂的活性，常见的操作方法就加水，由于大部分催化氢化反应对水不敏感，实验室中常用的钯碳一般都是湿钯碳（含50%左右水），湿钯碳操作相对安全，但称量或加料过程中也可能会起火；2、与氧气隔绝，有机溶剂燃烧需要氧气，因此利用惰性气体置换反应容器后，再加入催化剂，可以有效避免起火；3、避免摩擦，催化剂活性较高，摩擦很容易起火星，进而引起火灾，因此在称量，加料，取样，抽滤过程中尽量避免催化剂和气体或称量纸摩擦的情况发生。

二、操作步骤：1、加料如果对于加料顺序没有要求，惰性气体置换反应瓶后，先将催化剂加入到反应瓶中，再加入溶剂和底物。

如果必须要先加入反应溶剂和底物，在惰性气体保护下，将催化剂一勺一勺的加入，切不可在称量纸上直接滑入，否则很容易摩擦起火。

量较小的常压氢化反应可以用氢气球投反应，量大的用专门的氢气袋，接口用玻璃三通就可以。

加料完毕，抽真空，通入氢气，重复三次，夹好反应瓶，并用橡皮筋固定三通和瓶口，防止压力过大，三通阀弹出。

此类氢化反应在反应器下面最好加一个水浴，因为万一搅拌子将瓶子打破后，很可能起火。

2、取样中间取样过程中，如果用三口瓶投反应，直接用长针头取样即可。

如果单口瓶投反应，先将三通阀封闭气球，再缓慢打开，取样，取样后，重新换气。

3、结束反应反应结束后，停止反应也是相似操作，先将三通阀封闭气球端，切记不可直接直接拿起三通阀！如果不封闭氢气球，氢气会从三通阀的下方磨口端中持续放出，如果反应搅拌过程中有催化剂搅拌飞起到接口处，此时的催化剂由于被溶剂洗去了水分，活性极高，上面氢气摩擦，下方有空气，催化剂直接点火，你马上就收获了一个爆鸣的火箭（小编有幸见过两次）。

制氢转化催化剂Z417使用情况

Z417/Z418多功能全效烃类催化剂早期我国制氢原料比较单一，以石脑油为主，随着乙烯装置的建设，石脑油成为裂解原料之一，制氢原料朝着多样化方向发展，尤其是炼厂气得到越来越广泛的使用。

炼厂气以其组分杂、组成不稳定等特点使得制氢面临新的挑战。

利用廉价的炼厂气不仅可以替代越来越稀缺的石脑油，而且大大降低了制氢成本。

然而炼厂气转化给转化催化剂提出特殊的要求，提高转化催化剂的适应性和可靠性成为制氢技术发展的主要问题之一。

经过3年研发，在Z402/Z405、Z409/Z405G、Z412/413等催化剂基础上，1997年在某制氢装置上成功推出Z417/Z418新一代烃类转化催化剂。

Z417/Z418催化剂在制备工艺上进行了创新优化，抗积碳能力进行了有针对性调整，催化剂形状由拉西环改成四孔蜂窝状，去年又优化成凸面四孔蜂窝状。

为此使得Z417/Z418催化剂具备了全效多功能特性：原料适应性增强，能够满足石脑油、轻质液态烃、LPG、各种炼厂气、天然气等各种含烃原料的蒸汽转化过程，无论单独使用还是混合使用均可保持装置平稳高效。

不同原料之间切换灵活，不因此造成操作大幅度波动。

催化剂活性优良且稳定，正常条件催化剂转化平衡温距小于5℃，使用后期不超过10℃。

适应工况范围宽，水/碳比根据根据不同工艺和原料适应范围为2.7～4.5，碳空速可以提高到1000～1200h-1，出口温度满足高达900℃的需求。

抗毒能力强，转化催化剂中毒主要是由于原料中的硫和蒸汽中的氯，Z417/Z418催化剂长期使用对硫、氯的净化度要求为小于0.5ppm，最好小于0.2ppm，然而制氢原料净化度不够、蒸汽质量不够时，硫氯含量有时长时间处在1～2ppm超标状态下，Z417/Z418催化剂基本上发挥正常性能，一旦硫氯回复正常，催化剂能够自身恢复正常活性。

抗积碳性能好，适量的抗积碳助剂和综合抗碳方法使Z417/Z418催化剂具有良好的抗积碳性能。

Z417为含钾催化剂，不仅可以阻止碳的形成，而且可以使异常状况形成的碳自身消除，并且由于独特固钾技术使钾流失速率极低，使用5～6年后，钾的保留率依然达到60%以上。

制氢装置转化中变催化剂还原方案

制氢装置转化中变催化剂还原方案6.2.1 转化催化剂还原的步骤(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入口分液罐D-2101 ，开始配氢量100-200Nm3/h ，然后根据情况慢慢增加。

[I]- 配氢后要密切注意系统压力，若由于配氢量增加造成系统压力升高时，要及时放空到火炬线。

[I]- 分析转化入口气中氢气浓度，由2％开始，每次依次增加2％，若转化和中变温升都不明显则将氢气浓度继续提高2％，直到循环气中的氢气含量达到20％后，每次增加10％，继续配氢，直到循环气中的氢气含量达到60 ％以上。

注意循环气中氢浓度达到20%以后，每次提高氢气浓度时都相应要把配蒸汽量提高，维持H2O/H2 比值在5-7 之间。

[I]- 转化催化剂还原升温控制表：转化催化剂还原升温曲线：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)6.2.2 中变催化剂还原的步骤[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：中变催化剂升温控制曲线：6.2.3 转化中变催化剂配氢还原注意事项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。

制氢转化催化剂失活的原因分析及处理对策

制氢转化催化剂失活的原因分析及处理对策陈哲明齐鲁石化公司胜利炼油厂（山东省淄博市２５５４３４）摘要：对齐鲁石化公司胜利炼油厂第二制氢装置转化催化剂失活的原因进行了分析，并逐步实施处理方案，确保装置长周期安全运行。

主题词：水蒸汽转化制氢装置水蒸汽转化催化剂失活再生原料优化１转化催化剂失活简况齐鲁石化公司胜利炼油厂制氢装置（二制氢）本周期自１９９４年５月１２日起，连续正常运转达８个月，到１９９５年１月初时，转化管３米床层温度开始与日俱升，呈现上段催化剂逐步失活迹象。

１月２２日晚，发现中变气冷凝水中凝结出具有浓烈萘味的黄色蜡状物，说明转化床层已发生了严重的芳烃穿透。

１月２３日，采取降量、提水碳比和更换低硫原料油等措施，但短时好转后情况继续迅速恶化。

转化催化剂逐步失活的情况如图１所示。

图１失活前后的运转情况经齐鲁石化公司研究院分析，黄色蜡状物中含萘７２％，菲１１．５８％，芘７．５７％，联苯４．０％，芴３．７９％，其余是少量萤蒽、苊和茚。

到１月２５日，转化炉出口温度升到８０５℃，负荷仅７６％，水碳比为５，出口甲烷已接近９％，转化催化剂严重失活。

从转化炉看，失活前炉管上段普遍呈现豹斑，即所谓花管。

而失活后整管从上到下，除炉顶附近外全都发红。

３米床层的温度平均升高超过６０℃，达到７３０℃以上。

转化床层阻力降没有明显变化，可以判断，转化催化剂活性的下降，是由于严重中毒造成的。

２转化催化剂中毒主要原因分析２．１加氢脱硫系统操作条件２．１．１加氢反应器负荷加氢反应器是保证转化剂正常运行的主要设备，要有足够的加氢催化剂才能保证将烃类中的有机硫充分转化成无机硫，然后被脱硫剂所吸收。

国外对脱硫很重视，如从美、日等国引进的以轻油为原料的“两湖”化肥厂（湖北化肥厂和洞庭氮肥厂）的制氢装置，就设计了预脱硫工序。

轻油经加氢除去大部分硫后，再经二次加氢、氧化锌脱硫剂吸收，最终除尽硫化氢。

相比之下，国内对制氢装置的加氢脱硫却重视不够。

制氢水蒸汽烃类转化催化剂的性质和使用

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℃，其组成可以用通式C n H m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K2O），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1．2．2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1．3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。

制氢转化催化剂长周期运行分析

注：轻油为初馏点～１３０℃的直馏汽油。
稳定的生产过程控制是催化剂能长周期运行的另一重要环节。催化剂的长周期运行少不了精心的生产操作，尽量保证水碳比、炉温的均匀和不超温。
转化水碳比是制氢工艺的重要控制参数，其含义是原料气中每个碳原子所对应的水蒸气分子数，
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炼厂制氢、废氧闯收与氢气管理学术交流会论文集
从表可知，Ｚ４０２Ｒ／Ｚ４０５具有较好催化剂活性，抗积碳性能强，特别是Ｚ４０２Ｒ为预还原型催化剂，适合本装置转化炉上部温度比较低，达不到催化剂还原温度的实际需要。因此，本装置选用了ｚ４０２Ｒ／ｚ４０５转化催化剂。ｚ４０２Ｒ／ｚ４０５转化催化剂的性能见表４。３．２严格催化剂装填质量
正确地装填催化剂对转化剂的正常运行和长周期运行至关重要。正确装填催化剂可以保证工艺气流均匀地分配到全部转化炉管中，不产生偏流，炉管中都无堵塞或架空现象，充分
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炼厂制氧、废氧ｌ口Ｉ收与氧气管理学术交流会论文集
参加与水的催化转化反应，一部分会发生催化裂解反应和均相热裂解反应。有关资料表明，除甲烷外，一般烃类在２００℃以上，其分解反应的白由能均为负值，而一般一【：艺装置的实际生产当中，烃类水蒸气转化炉管内转化催化剂的床层温度都在４５０～８００℃之间，所以催化裂解和均相热裂解反应很容易发生，大量的裂解产物经过长时间的积累和进一步的聚合、芳构化和氢转移笛反应都会导致结碳。
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图１测压降装置示意
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炼Ｊ‘制氢、废氢｜口Ｊ收与氧气管理学术交流会论文集
卜风源（人于０．６ＭＰａ）；２一截Ｉ卜ｆｌｊ；｜：３一量程为０．６ＭＰａ的压力表：４一活接头，内有ｑ）６～７ｍｍ孔径的：１了流孔板５一Ｄｎ２０钢管；６一软管；７一量祥为０．１６ＭＰａ的标准压力表：８一手柄；９一与炉管内径密接的橡皮碗

制氢站催化剂更换要求

制氢站催化剂更换施工要求目前制氢站转化器R-8511A/B中的催化剂已运行3年时间，根据催化剂使用寿命催化剂活性下降，需进行更换处理。

一、催化剂更换的工作范围1、更换催化剂重量4680KG和磁性填料1000KG;2、催化剂更换工作范围2.1对转化器内原有的催化剂进行钝化操作。

2.2将转化器内失活的催化剂卸出，装入业主提供的袋子内存放，并放置在业主指定的存放地点。

2.3将新的催化剂装入转化器内，严禁出现架桥现象。

2.4对新填装的催化剂进行活化操作由施工方负责。

2.5转化器上下封头螺栓的拆卸及回装均有施工方负责。

2.6填装完新催化剂的转化器打压工作由施工方负责。

3、施工周期：单套催化剂更换和还原时间要求10天内完成，两套共计20天；二、催化剂更换具体步骤2.1催化剂钝化操作凡是活化过的催化剂要卸出之前，或生产中要长期停车时，为了保护催化剂，都必须将催化剂钝化。

在钝化之前，转化器内可能进入空气，系统必须保持正压。

钝化系统阀门启闭与催化剂还原活化操作相同，仅钝化时不加热。

加入氮气，置换、钝化系统，直至合格。

向系统充氮气，气动还原空气压缩机，钝化气在系统中循环并慢慢降低反应气温度，当反应气温度≤50℃时，在原氢气入口处加入仪表空气。

温度降低至50℃左右，这时才能打开转化器检查并卸出催化剂。

2.2催化剂拆卸2.2.1打开转化器上封头，松动下封头螺栓，用手动葫芦或强度足够的加长拉筋螺栓支固，使下封头法兰与管板离开约80～100mm，必要时可使下封头法兰面倾斜10～15°从宽缝间卸出催化剂。

2.2.2卸完催化剂后，卸出瓷球。

将催化剂和瓷球分别收集好，并将转化器内清扫干净。

2.3装新催化剂2.3.1将转化器上、下封头拆下，检查其质量是否符合要求，再将转化器上下封头、列管内、管板和花板上的铁锈杂物全部清除干净，必要时可进行酸洗、水洗、再擦净、吹干备用，要求无铁锈、无杂物。

2.3.2下封头花板上按要求规格放2层丝网,在花板上堆满已经洗净并吹干的φ10～12mm的瓷球，将瓷球上表面推平，要求瓷球上表面与下板面保持有10～20mm高的厚度。

天然气制氢装置催化剂装填及使用

天然气制氢装置催化剂装填及使用1.1加氢和脱硫催化剂装填及使用铁锰脱硫剂和氧化锌脱硫剂的装填脱硫剂的装填，请严格按照催化剂厂商的说明书进行，以下装填方法仅供参考。

1、脱硫剂装填所需设备(1)具有翻板阀的漏斗，用一根长度适当的帆布软管接在阀的底部。

(2)木塔板(3)安全灯、空气源等2、检查及准备（1）先在底部装大直径耐火球，装至高标线100mm处，然后再装较小直径耐火球至标线并在其上放好筛网。

（2）用帆布筒将催化剂装入设备内，注意催化剂落下高度不超过1.5米，人站在放在催化剂上的木塔板上，边装边扒平催化剂，直到标线处为止。

（3）做好整个装填过程的记录1.2转化催化剂的装填及使用a、装填所需设备（1）催化剂计量桶（2）磅秤>50Kg。

三个细帆布装料袋。

（3）桶子，每个10升，三个。

（4）装料漏斗二个，漏斗直径最大处为20mm，漏斗嘴内径50mm，外径<60mm（5）真空卸触媒设备（6）振荡器、压力表及专用测压装置（7）带有刻度的测深尺或尺杆，长度最短为12米。

（8）空气源，压力为0.7MPa左右，5.5m3/min（9）空气压差测试装置（10）有铁丝网保护罩的吊灯或防爆型吊灯及电线（11）检查催化剂用的筛网（12）8倍左右的望远镜为确保无杂物遗留在管内或催化剂托盘上，可采用真空卸触媒装置吸净异物，卸触媒的软管（）放入每根炉管底部，同时使用真空装置，就能保证把掉在里面的松散东西吸出。

然后把吊灯放到每根转化管中去，建议使用8倍左右的望远镜来帮助检查。

C、检查催化剂用一个孔眼为3mm的筛网过滤催化剂，除去触媒碎片并检查有无异物。

d、炉管的测量用测深游标尺进行测量，装填前先测定总装填高度，确定每次装填高度，每装填一次后要测定剩下高度，经振荡后再测量，做好记录，并作为永久性记录保存，对于同一转化管分装两种催化剂时应先测量并记下底层触媒要求的深度。

e、装催化剂每根转化炉管的催化剂装填量是按装满的计量桶来计算的，每一次装填桶数应做好记录。