1、催化劑基本知識(shí)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(shuō)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(duì)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(shí)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(guò)程之所以能加快反應(yīng)

2、速度，一般來(lái)說(shuō)是由于催化劑降低了活化能。從一般意義上來(lái)說(shuō)，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(gè)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(shuō)，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(lái)表示。催化活性是催化劑對(duì)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(duì)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、（3）工業(yè)上常用轉(zhuǎn)化率來(lái)表示催化活性（4）用每小時(shí)每升催化劑所得到的產(chǎn)物重量的數(shù)值來(lái)表示活性。4、什么是催化劑失活？失活的原因有哪些？對(duì)大多數(shù)工業(yè)催化劑來(lái)說(shuō)，它的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)隨催化反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生微小的變化，短期之間很難察覺(jué)。然而，長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，這些變化累積起來(lái)，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(guò)程。另外，反應(yīng)物中存在的毒物和雜質(zhì)，上游工藝帶來(lái)的粉塵、反應(yīng)過(guò)程中原料結(jié)碳等外部原因也會(huì)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(jìn)料比例失調(diào)，工藝條件波動(dòng)以及長(zhǎng)期使用過(guò)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

4、、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(gè)反應(yīng)方向時(shí)，一種催化劑在一定條件下只對(duì)其中的一個(gè)反應(yīng)起加速作用，這種專門對(duì)某一個(gè)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(guò)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(shí)，生成的鍵強(qiáng)度相對(duì)較弱，可以采取適當(dāng)?shù)姆椒ǔザ疚铮勾呋瘎┗钚曰謴?fù)，而不會(huì)影響催化劑的性質(zhì)，這種中毒稱可逆中毒或暫時(shí)中毒。不可逆中毒：毒物與催化劑作用形成很強(qiáng)的化學(xué)鍵，難以用一般的方法將毒物除去，使催化

5、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(gè)催化劑中毒之后可能失去對(duì)某一反應(yīng)的催化能力，但對(duì)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(lái)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(jī)械強(qiáng)度的多孔性物質(zhì)。8、什么是催化劑的比表面？簡(jiǎn)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

6、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(huì)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?yàn)楸缺砻媸谴呋瘎┑目偙砻妫哂写呋钚缘拿娣e（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(guò)程也不同。為此催化劑的活性還與表面利用率有關(guān)。總之比表面雖不能直接表征催化劑的活性，卻能相對(duì)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(shí)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

7、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(duì)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(jí)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(jìn)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(qiáng)度，以獲得較長(zhǎng)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(lái)提高催化劑的幾何表面積，增加活性表面的利用率來(lái)達(dá)到高活性的目的。3、

8、制氫原料為什么要脫硫？制氫原料中的硫化物對(duì)制氫過(guò)程中使用的一系列催化劑都有毒害作用。尤其對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑毒害較明顯，其硫容極限為0.30.5%，超過(guò)這個(gè)極限將造成催化劑的失活。因此在原料進(jìn)轉(zhuǎn)化爐之前要先對(duì)其進(jìn)行預(yù)硫化。4、鈷鉬加氫催化劑對(duì)脫硫有什么作用？其反應(yīng)式如何？原料中的有機(jī)硫化物進(jìn)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 + h2s rsr/ + 2h2 = rh + r/h + h2s rssr/+3h2 = rh+r/h2h2s c4h4s+4h2 = c4h10+h2s cos+h2 = co+h2s cs2+4h

9、2 = 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(jī)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(duì)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(guò)程的進(jìn)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(jìn)行，但動(dòng)力消耗增大，對(duì)于汽提流程如氫不考慮循環(huán)使用，則脫硫費(fèi)用加大。氫油比過(guò)低，脫硫達(dá)不到要求，不能滿足后工序的工藝要求

10、6、加氫反應(yīng)的反應(yīng)溫度、壓力、空速對(duì)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(duì)提高有機(jī)硫化物的加氫轉(zhuǎn)化極為重要（1）鉆鉬硫化劑進(jìn)行加氫脫硫時(shí)，操作溫度通常控制在350400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(jī)硫化物在輕油中含量不高，故壓力對(duì)氫解反應(yīng)影響不大，考慮到整個(gè)工藝流程的要求，通常控制在354mpa。（3）空速對(duì)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(kuò)散控制。如增加空速，則原料氫在催化劑床層中停留時(shí)間縮短，含有機(jī)硫化物的原料未進(jìn)入內(nèi)表面，既穿過(guò)催化劑床層

11、，使反應(yīng)不完全，同時(shí)降低了催化劑內(nèi)表面利用率。所以欲使原料中有機(jī)硫達(dá)到一定加氫程度，要在一定的低空速下進(jìn)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(hào)?其主要成分、性能如何?目前國(guó)內(nèi)使用的鈷鉬加氫催化劑，有國(guó)產(chǎn)的，如化肥工業(yè)研究所開(kāi)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(kāi)車階段采用的有cci公司的c49型和topse公司cmk一2型。 目前t201型催化劑的各項(xiàng)性能已趕上或超過(guò)了國(guó)外同類產(chǎn)品 最近化肥工業(yè)研究所已經(jīng)開(kāi)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

12、系列產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)此外有些制氫過(guò)程還采用鎳鈷鉬加氫，主要型號(hào)有化肥工業(yè)研究所研制的jt1g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(jī)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(qiáng)的親和力，生成的硫化鋅十分穩(wěn)定。一種是吸收機(jī)理，氧化鋅與硫化氫和簡(jiǎn)單的低分子有機(jī)硫化物的反應(yīng)是一種吸收過(guò)程 zno十h2szns十h2o 該反應(yīng)的熱力學(xué)平衡常數(shù)很大。所以實(shí)際上反應(yīng)是不可逆的。 cos十znoco2十zns c2h5sh十znoc2h5oh十zns cs2十2znoco2十2zns這些反應(yīng)都是吸收了硫化物中的硫。另一種是轉(zhuǎn)化

13、機(jī)理，即一些有機(jī)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(gè)過(guò)程基本上是個(gè)催化分解反應(yīng)。在實(shí)際操作中究競(jìng)氧化鋅和有機(jī)硫化物的反應(yīng)依何種機(jī)理進(jìn)行，不能輕易斷定，因?yàn)殡S著反應(yīng)條件和原料氣的組成以及有機(jī)硫化物類型不同會(huì)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(gè)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(duì)脫硫劑的活性有很大的影響具體體現(xiàn)在zno含量、強(qiáng)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。 化肥研究所研

14、制的t305型氧化鋅脫硫劑，即考慮到脫硫劑的活性，又考感到其強(qiáng)度在技術(shù)上的突破點(diǎn)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(dú)使用氧化鋅時(shí)，為了提高對(duì)有機(jī)硫化物的轉(zhuǎn)化吸收能力，可以適當(dāng)?shù)奶岣呤褂脺囟仍谑褂煤笃谔岣咭稽c(diǎn)反應(yīng)溫度，對(duì)提高硫容量，延長(zhǎng)更換周期都是有好處的，但不要超過(guò)420，以防烴類熱裂解而造成結(jié)碳?jí)毫Γ禾岣邏毫山档途€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。空速：在保證有足夠的線速度，不存在氣膜效應(yīng)的前提下，采用較低的空速對(duì)提高脫硫效率是有利的但同時(shí)也要考慮到設(shè)備的體積

15、和利用率一般空速范圍為1000一2000h-1，液空速為16h-1。加氫量：當(dāng)單獨(dú)使用zno脫硫劑脫除有機(jī)硫化物時(shí)。會(huì)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(huì)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(lái)說(shuō)，硫化氫比有機(jī)硫化物反應(yīng)速度快，簡(jiǎn)單的有機(jī)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(guò)一定的范圍對(duì)反應(yīng)有明顯的影響 10、氧化鋅脫硫劑主要有哪些型號(hào)?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(guó)產(chǎn)化了經(jīng)常使用的氧化鋅脫硫劑型號(hào)有t302q、t303、t304、t305。近年來(lái)，化肥工業(yè)研究所

16、對(duì)氧化鋅脫硫劑進(jìn)行了深入廣泛的研究，提高脫硫劑的強(qiáng)度，擴(kuò)大使用溫區(qū) (從常溫、低溫到400)，提高轉(zhuǎn)化有機(jī)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(kāi)車？（1）開(kāi)車之前的脫硫劑過(guò)篩和裝填氧化鋅脫硫劑是強(qiáng)度較差的催化劑由于在運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵，故裝填之前必須過(guò)篩。裝填催化劑落高不得大于0.5米，裝填后再以氮?dú)獯党綗o(wú)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)氣流分布不均勻，形成溝流，使脫硫劑使用效率降低。（2）開(kāi)車時(shí)要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程系統(tǒng)以氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w吹凈置換后，

17、開(kāi)始升溫，升溫時(shí)，可用氮?dú)狻涞獨(dú)狻⒑铣蓺饣蛱烊粴膺M(jìn)行。升溫速度在120以前為3060h，120恒溫1小時(shí)后繼續(xù)升至220。按鈷鉬催化劑預(yù)硫化條件進(jìn)行邊升溫邊預(yù)硫化，至需要溫度，速率為2030h，恒溫1小時(shí)在恒溫過(guò)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(jìn)行4小時(shí)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(jìn)行控制因?yàn)樯龎哼^(guò)猛，會(huì)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(jìn)行的，先將負(fù)荷減至30左右，以

18、50h速度降溫至250以下，以0.5mpah降壓至1.5mpa，不能過(guò)快，以免損壞催化劑，此時(shí)停止進(jìn)料，以氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)1小時(shí)關(guān)閉進(jìn)、出口閥，維持系統(tǒng)正壓不低0.1mpai讓其自然降溫。或者隨著轉(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(zhǎng)期停工，對(duì)加氫催化劑和氧化鋅脫硫劑如何保護(hù)?首先以氮?dú)獯祾撸脫Q系統(tǒng)中的油氣，然后在反應(yīng)器進(jìn)出口打上盲板，并以氮?dú)饩S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(jìn)入，防止催化劑粉化。14、短期停工或臨時(shí)停工，如何保護(hù)加氫催化劑和脫硫劑? 如果是短期或臨時(shí)停車，可切斷原料氣用氮?dú)獗亍⒈海⒁夥乐顾退羝倪M(jìn)入，

19、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(hù)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(yùn)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(jìn)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?dú)獯党磻?yīng)器中的油氣，置換合格后后對(duì)系統(tǒng)保壓，保溫，待命開(kāi)工。（3）停工后再開(kāi)工，可按正常開(kāi)工步驟進(jìn)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(jìn)料后方可切入系統(tǒng)。（4）事故停工注意事項(xiàng)：事故停車原因很多。因此不

20、可能給出一個(gè)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(diǎn)：a反應(yīng)器內(nèi)溫度高于200時(shí)，降溫速度超過(guò)50/h，不但對(duì)催化劑強(qiáng)度和活性有害，而且對(duì)設(shè)備的壽命也是不利的。b反應(yīng)器溫度高于200時(shí)，加氫脫硫反應(yīng)器可承受氫氣的短時(shí)間中斷(只限幾分鐘)，如斷氫時(shí)間延長(zhǎng)將會(huì)引起催化劑結(jié)碳，甚至可嚴(yán)重到需要對(duì)催化劑進(jìn)行再生或更換的地步。c鈷鉬加氫催化劑與無(wú)硫氫氣長(zhǎng)期接觸，在病于250時(shí)，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(huì)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350400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

21、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?yàn)閏o和c02能與氫在該催化劑上進(jìn)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(shí)，烯烴加氫也是放熱反應(yīng)，也會(huì)使床層溫度升高因此，在實(shí)際操作中，床層最高溫度通常控制在420以下，同時(shí)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(shí)的降溫速度降溫17、為什么要對(duì)加氫催化劑進(jìn)行預(yù)硫化?其反應(yīng)機(jī)理如何? 對(duì)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

22、活性組份被認(rèn)為是由不可還原的鈷所促進(jìn)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(guó)曾進(jìn)行了以高沸點(diǎn)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(yàn)，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(jī)硫高達(dá)6ppm以上，而經(jīng)過(guò)預(yù)硫化的鈷鉬催化劑轉(zhuǎn)化出口有機(jī)硫小于1ppm以下。某些以含硫低，硫形態(tài)簡(jiǎn)單的天然氣和低沸點(diǎn)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(kuò)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(shí)，為簡(jiǎn)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(jī)硫基本

23、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(qiáng)催化劑的加氫轉(zhuǎn)化能力，這對(duì)沸點(diǎn)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(guò)程直接投入使用是不合理的使用方法，因?yàn)樗鼘⒂绊懘呋瘎┑氖褂脡勖妥罴殉趸钚缘陌l(fā)揮。18、鈷鉬催化劑的硫化如何進(jìn)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(guò)程中，并不是所有的鈷鉬氧化物都立即變成mos2和co9s8，實(shí)際上鈷鉬氧化物中的氧隨著硫化反應(yīng)的進(jìn)行而逐漸地為硫所取代一般可分為三個(gè)階段，第一階段硫化合物與催化劑上的活性組分

24、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(shí)，視為第二階段開(kāi)始，在這個(gè)過(guò)程，金屬組分進(jìn)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(guò)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(jìn)行的深度。如知道催化劑實(shí)際吸硫量，再根據(jù)理論吸硫量計(jì)算出硫化度，根據(jù)用硫化氫對(duì)鈷鉬催化劑進(jìn)行不同硫化度試驗(yàn)證明，硫化度愈高，催化劑活性眾大通常硫化結(jié)束時(shí)，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(jī)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(jìn)行硫化，這種硫化物便宜且容易控制硫化過(guò)程。預(yù)硫化可以在下

25、面兩種情況下進(jìn)行：（1）氫氮?dú)饣驓錃庵信淙肆蚧瘎╊A(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?dú)饣驓錃?中配人硫化劑，氣體中含硫量為0.51.0(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20h )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0.51.0(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(shí)，開(kāi)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

26、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(kāi)車時(shí)，也采用中變催化劑升溫還原放硫時(shí)放出的h2s進(jìn)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(shí)會(huì)造成催化劑暫時(shí)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(guò)程中因比表面的減少，局部過(guò)熱還會(huì)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(duì)氫解反應(yīng)無(wú)活性的

27、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(jìn)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(zhǎng)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(shí)便需要對(duì)催化劑進(jìn)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?dú)?或蒸汽中配人適量空氣或氧氣，通過(guò)催化劑床層時(shí)，要嚴(yán)格防止溫度的急驟上升，床層溫度不要超過(guò)550，以避免催化劑超溫或鉬的遷移流失，要使再生過(guò)程所引起的表面積減少降至最小程度再生過(guò)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

28、)式進(jìn)行，同時(shí)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+5o24so2+2moo十q.（3）2co9s8+25o2=18 coo+16so2+q.（4）上述反應(yīng)可知，催化劑進(jìn)行再生時(shí)，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(shí)先按長(zhǎng)期停車而不打開(kāi)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(jìn)料，進(jìn)行催化劑上的脫油，并用惰性氣體或過(guò)熱蒸汽置換及進(jìn)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0.51.0%)。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(shí)，

29、床層無(wú)溫升，進(jìn)出口氧含量相等，在450下維持四小時(shí)(不超過(guò)475)即認(rèn)為再生結(jié)束。再生結(jié)束后，繼續(xù)通入空氣，以40一50h 的速度，降溫至220，然后切換氮?dú)庵脫Q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(huì)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?dú)饨禍兀敝两档匠馗浇拍鼙┞队诳諝庵校冻龊螅⒁庥盟畤娏埽乐勾呋瘎┲辛蚧镌诳諝庵腥紵?2、原料帶水對(duì)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(jìn)水或使用純蒸汽，

30、因?yàn)樗莸睦淠龝?huì)導(dǎo)致脫硫劑破裂或強(qiáng)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(huì)降低孔的容積并使脫硫劑強(qiáng)度減弱，在以后的操作中又可能分解而使脫硫劑強(qiáng)度下降甚至破裂一般在氧化鋅脫硫劑使用時(shí)，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(gè)大氣壓)下進(jìn)行，而且溫度降至130以前先用氮?dú)饣驓涞獨(dú)獯祾?3、加氫脫硫配氫為什么要對(duì)co、co2含量進(jìn)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(jìn)行甲烷化反應(yīng)，放出大量的熱。通常對(duì)氫氣中的co和co2之和的含量要求不超過(guò)5

31、據(jù)計(jì)算每1co可使氣體溫升72，每1co2可使氣體溫升61。若鈷鉬催化劑入口溫度為380，每0.5co預(yù)計(jì)使氣體溫升36，則因甲院化反應(yīng)會(huì)使床層升至416。因此，一般加氫氣中co加co2含量通常不超過(guò)5，如原料氣加氫量10，則進(jìn)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(diǎn)如何？加氫脫硫與汽提法脫硫工藝的設(shè)計(jì)是以原料油中總有機(jī)硫含量的高低而定一般總有機(jī)硫含量在100ppm左右，可直接采用鈷鉬加氫轉(zhuǎn)化，將各種有機(jī)硫化合物轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后用氧化鋅脫硫劑除去。而對(duì)于總有機(jī)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

32、轉(zhuǎn)化生成的硫化氫用汽提法除去。再經(jīng)一個(gè)加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)將剩余的有機(jī)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(diǎn)是根據(jù)設(shè)計(jì)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(jià)格以及所需設(shè)備的投資，按其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)來(lái)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(jìn)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(shí)卸下脫硫劑所測(cè)定的硫容量叫飽和硫容一般產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)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(shí)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(shí)，卸

33、下全部廢脫硫劑取平均代表樣測(cè)定的硫容量叫穿透硫容。一般產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)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(guò)程中將逐漸形成三個(gè)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(guò)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(dòng)，直至清凈區(qū)消失，吸收區(qū)移至出口處這時(shí)，出口氣中開(kāi)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(shí)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

34、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(jìn)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(lái)后用第二反應(yīng)器單獨(dú)操作，直至出現(xiàn)硫穿透時(shí)，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(jìn)行脫硫劑的使用和更換，對(duì)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(shí)又能確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。27、氧化鋅脫硫劑所能脫除的硫量如何計(jì)算?一個(gè)生產(chǎn)規(guī)模已定的工廠可根據(jù)每小時(shí)的投料量，氧化鋅脫硫劑裝填量，進(jìn)出口原料氣中硫含量和運(yùn)轉(zhuǎn)周期，計(jì)算出氧化鋅脫硫劑所能脫除的硫量。 設(shè)進(jìn)口氣硫的平均濃度c，體積ppm 氣體流量v氣,m3h 脫

35、硫劑裝填體積v劑，m3 脫硫劑堆比重為p ，kgm3 有效運(yùn)轉(zhuǎn)周期為t，h 則：在脫硫劑中硫的積累重量為： s=c10-63222.4v氣t kg 根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)提供的穿透硫容s(重)， 預(yù)計(jì)可脫硫量： s0sv劑p1000 kg 顯然sso 故脫硫劑裝填量 v劑=（c10-63222.4v氣t）（s%p） 米328、目前國(guó)內(nèi)制氫針對(duì)不同原料采用哪幾種凈化工藝?（1）目前國(guó)內(nèi)制氫凈化工藝有三種，對(duì)含有硫醚、噻吩復(fù)雜有機(jī)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(jī)硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫，然后用氧化鋅吸收脫除。（2）對(duì)有機(jī)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

36、轉(zhuǎn)化生成的硫化氫用汽提法提出，然后再經(jīng)另一個(gè)鈷鉬加氫反應(yīng)器將剩余的有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為硫化氫，最后用氧化鋅脫除。（3）對(duì)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(jì)指標(biāo)綜合情況制定。制氫轉(zhuǎn)化部分的基本知識(shí)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(guò)催化劑轉(zhuǎn)化為有用的氣體h2和co，同時(shí)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(guò)變換工段從h2o中又產(chǎn)生一部分h2。根據(jù)工廠最終

37、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(guò)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(guò)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(huì)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(guò)進(jìn)一步的聚合，芳構(gòu)化和氫轉(zhuǎn)移等反應(yīng)都會(huì)導(dǎo)致結(jié)炭。結(jié)炭反應(yīng)是輕油蒸汽轉(zhuǎn)化過(guò)程中必然發(fā)生的副反應(yīng)，這正是輕油蒸汽轉(zhuǎn)化過(guò)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(guò)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

38、水蒸汽轉(zhuǎn)化制取氫氣或合成氣過(guò)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(jí)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(guò)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(jì)工藝條件下，熱力學(xué)結(jié)碳不會(huì)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(dòng)時(shí)，才會(huì)發(fā)生熱力學(xué)結(jié)碳。4、如何理解“動(dòng)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(guò)程中，一方面有多種反

39、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(dòng)力學(xué)平衡，即結(jié)碳和消碳兩種反應(yīng)的相對(duì)速度。當(dāng)結(jié)碳速度大于消碳速度時(shí)，就會(huì)在催化劑上產(chǎn)生動(dòng)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(shí)，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(shí)催化劑中毒或被鈍化活性下降時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類似的現(xiàn)象，因此要結(jié)合對(duì)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(shí)，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

40、、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(dòng)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(jì)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(dòng)，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(jìn)料 (脈沖進(jìn)料的實(shí)質(zhì)是水碳比瞬時(shí)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

41、微積碳時(shí)，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(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)小時(shí)，以達(dá)到除碳的目的積碳嚴(yán)重時(shí)，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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度，出口尾氣中co2下降并穩(wěn)定到一個(gè)較低數(shù)值時(shí)(每隔半小時(shí)分折一次)，則脫碳結(jié)束。空氣燒碳熱效應(yīng)大，反應(yīng)激烈，對(duì)催化劑危害大，不宜采用。但必要時(shí)，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(shí)，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(jì)的運(yùn)行工藝條件下，

42、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(huì)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(duì)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(guò)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(jī)械強(qiáng)度或熱穩(wěn)定性不好在使用過(guò)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(zhǎng)期運(yùn)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

43、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(guò)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(shí)爐管上部出現(xiàn)花斑，并逐漸向下擴(kuò)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(shí)際硫含量愈小愈好，只要嚴(yán)格控制進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐的硫含量，一般不會(huì)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(dòng)，脫硫不合

44、格時(shí)會(huì)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(yàn)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(huì)引起催化劑中毒。而在床層入口 500時(shí)，0.01ppm的硫就會(huì)引起催化劑的中毒這是因?yàn)榱蛑卸镜倪^(guò)程是一種簡(jiǎn)單的放熱吸附過(guò)程。溫度低時(shí)有利于硫的吸附反應(yīng)。在實(shí)際生產(chǎn)中，目前的脫硫技術(shù)還無(wú)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(yùn)行使催化劑恢復(fù)活

45、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(shí)，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(shí)的1020，時(shí)間68小時(shí)。（2）在蒸汽中配入氫氣，使h2oh2逐漸從20降到3左右，維持24小時(shí)。（3）按(1)的方法用蒸汽氧化4一6小時(shí)。（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(guò)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(shí)，就會(huì)引起催化劑積碳。因此，必須將積碳和硫同時(shí)除去。此時(shí)應(yīng)先進(jìn)行燒碳，然后按上述方法消除催化劑上的硫

46、，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(duì)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(huì)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(shí)帶入。嚴(yán)重氯中毒時(shí)，更換催化劑往往比長(zhǎng)時(shí)間再生更經(jīng)濟(jì)。有些金屬也會(huì)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)

47、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?dú)獯祾吒蓛簦乐股P。 11、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(jìn)科量和水碳比大幅度波動(dòng)，燒嘴不均勻或偏撓等原因造成局部過(guò)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(jìn)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(shí)，造成管子堵塞，形成熱管有時(shí)進(jìn)出口尾管或?qū)夂Y孔堵塞也會(huì)形成熱管。上述現(xiàn)象最主要的原因來(lái)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)

48、熱管時(shí)，則需進(jìn)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(guò)熱，還要盡量避免進(jìn)料量、水碳比和壓力的波動(dòng)，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(kāi)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(dòng)和原料重質(zhì)化引起的多次積碳以及隨之而來(lái)的多次燒炭再生，都會(huì)減少催化劑的實(shí)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(shí)際壽命的主觀因素。13、轉(zhuǎn)化催化劑床層溫度分布對(duì)轉(zhuǎn)

49、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(qiáng)吸熱的反應(yīng)過(guò)程，提高上部床層的溫度有利于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的進(jìn)行，但同時(shí)也加快了吸熱的裂解反應(yīng)的速度，從而使結(jié)碳增加，對(duì)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(duì)于z402、z409催化劑床層三米處的溫度可控制得較高一些。實(shí)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(jìn)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(huì)引起整個(gè)床層溫度偏低，從而導(dǎo)致上部床層轉(zhuǎn)化不好，

50、高級(jí)烴穿透至下部床層引起結(jié)碳。14、水碳比變化對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)有何影響?水碳比是輕油轉(zhuǎn)化過(guò)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(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)是非常有利的。在沒(méi)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(shí)，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(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)有何影響?一般用液體體積空速或碳空速來(lái)表示轉(zhuǎn)化負(fù)荷。空速越大，停留時(shí)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(shí)際的工業(yè)

51、裝置上，空速的大小是和原料輕油的干點(diǎn)、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(diǎn)升高，芳烴含量增加時(shí)，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(lái)確定。16、反應(yīng)壓力對(duì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)有何影響？輕油轉(zhuǎn)化反應(yīng)過(guò)程是體積增大的一種反應(yīng)過(guò)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(duì)反應(yīng)過(guò)程是不利的，然而由于轉(zhuǎn)化工藝過(guò)程的最終產(chǎn)物一般都是用作高壓化工過(guò)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(jìn)行。17、影響轉(zhuǎn)化出口殘余甲烷含量的因素有哪

52、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(diǎn)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(huì)相對(duì)降低床層出口的殘余甲烷。反之則會(huì)導(dǎo)致出口殘余甲烷上升。壓力的波動(dòng)會(huì)引起瞬時(shí)空速增加，床層溫度和水碳比的波動(dòng)會(huì)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(dòng)等等操作條件的惡化也往往會(huì)導(dǎo)致出口殘余甲烷的升高。18、簡(jiǎn)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(guò)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(guò)程為從常溫升至床層入口200階段以氮?dú)庋?/p>

53、環(huán)升溫在保證床層各點(diǎn)溫度均在水蒸汽配點(diǎn)溫度以上20時(shí)，切人蒸汽 (當(dāng)中變與轉(zhuǎn)化串聯(lián)升溫時(shí)，還要考慮中變床溫在水蒸汽露點(diǎn)以上)，并同時(shí)配人還原性氣體(h2或氨裂解氣)，一般控制h2oh2(體積比)為7以下，繼續(xù)升溫至還原或進(jìn)油條件，升溫速度一般為3040h。非還原氣氛下升溫過(guò)程為從常溫升至床層入口200階段用氮?dú)庋h(huán)，在保證床層各點(diǎn)溫度均在水蒸汽露點(diǎn)溫度以上20時(shí)，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(jìn)行還原，要保證還原態(tài)催化劑在升溫過(guò)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(jìn)行還原操作。升溫階段可采用還原氣

54、氛升溫，也可采用非還原氣氛升溫，對(duì)催化劑的正常使用沒(méi)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(duì)制氫裝置及合成氨裝置來(lái)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(shí)，由于其中可能含有硫、氯等毒物，為此必須凈化后才能進(jìn)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(shí)考慮h2oh2和h2oc，防止在還原過(guò)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)

55、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(shí)，水蒸汽的存在可防止中變催化劑的過(guò)度還原。還原介質(zhì)中，氮?dú)獾榷栊詺怏w，除了可以增大氣流量，有利于氣流均勻分布外，無(wú)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、h2oh2以及還原時(shí)間等。還原溫度是催化劑還原的主要條件，對(duì)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

56、還原態(tài)形式出廠，在使用過(guò)程中也要始終保持還原氣氛。z402z405、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(duì)輕油轉(zhuǎn)化催化劑(z02z405、z409z405g)來(lái)講，還原的氫空速應(yīng)大于300h-1，h2oh2應(yīng)小于7.0，還原時(shí)間為612小時(shí)。21、轉(zhuǎn)化催化劑還原為什么要維持h2oh2值小于7.0？轉(zhuǎn)化催化劑還原所需蒸汽對(duì)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(shí)際還原過(guò)程中，要求h2oh2遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論值，這是因?yàn)榇呋瘎┲械难趸囂幱诟叨确稚顟B(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h2oh2才能在工業(yè)裝置上對(duì)催化劑進(jìn)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(shí)ph2oph2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(shí)，h2oh2值應(yīng)小于7.0。22、反復(fù)氧化還原對(duì)轉(zhuǎn)化催化劑性能有什么影響?氧化還原過(guò)程中，催化劑的活性組分的形態(tài)不斷發(fā)