淺析烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑

1、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的失活原因及對(duì)策烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的失活原因及對(duì)策王文平王文平中海石油中海石油東營(yíng)東營(yíng)石化石化摘要摘要在以在以飽和煉廠氣或石廠氣或石腦油為原料的制原料的制氫裝置中，蒸汽裝置中，蒸汽轉(zhuǎn)化爐是整個(gè)制化爐是整個(gè)制氫過程的核心。在高溫和高程的核心。在高溫和高壓條件下，條件下，烴類烴類與蒸汽與蒸汽發(fā)生轉(zhuǎn)化反化反應(yīng)生成生成CO、CO2和H2。轉(zhuǎn)化反化反應(yīng)過應(yīng)過程的關(guān)程的關(guān)鍵因素是因素是轉(zhuǎn)化催化化催化劑。轉(zhuǎn)化催化化催化劑粉碎、粉碎、

2、積碳、中毒等事碳、中毒等事故是故是導(dǎo)致轉(zhuǎn)化催化化催化劑失活的主要原因，本文通失活的主要原因，本文通過對(duì)過對(duì)以上原因的分析，以上原因的分析，闡述了述了轉(zhuǎn)化催化催化劑積劑積碳后的碳后的燒炭、硫中毒后的蒸汽再生措施以及制炭、硫中毒后的蒸汽再生措施以及制氫原料的原料的選擇選擇原則和轉(zhuǎn)化催化化催化劑的填裝技的填裝技術(shù)等。等。關(guān)鍵詞鍵詞硫中毒硫中毒積碳蒸汽再生蒸汽再生催化催化劑填裝填裝1烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的機(jī)理。烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的機(jī)理。經(jīng)加氫脫硫凈化

3、后的原料氣進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐前，按水碳比3.2~4.0與蒸汽混合后，經(jīng)過轉(zhuǎn)化爐尾氣的余熱達(dá)到50020℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐管，在轉(zhuǎn)化催化劑的作用下，發(fā)生復(fù)雜的水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)。反應(yīng)的通式如下：CnHmnH2O=nCO(nm)2H2Q轉(zhuǎn)化爐內(nèi)進(jìn)行的烴類蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)是很復(fù)雜的，包括高級(jí)烴類的熱裂解、催化裂解、脫氫、加氫、結(jié)炭、消碳、甲烷化等反應(yīng)，這些反應(yīng)構(gòu)成了一個(gè)極復(fù)雜的平行、順序反應(yīng)體系。由于反應(yīng)體系的復(fù)雜，烴類轉(zhuǎn)化催化劑必須是多功能的，不僅要有優(yōu)良的活性

4、、穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度，還要具有良好的抗積碳性能，和還原再生性能，在積碳、中毒造成催化劑失活的情況下，能夠燒炭再生，使催化劑恢復(fù)活性，保障催化劑具有較長(zhǎng)的使用壽命。根據(jù)不同原料和工藝條件的選擇，焦化干氣制氫裝置通常使用Z417Z418型催化劑。2導(dǎo)致催化劑失活的原因。導(dǎo)致催化劑失活的原因。所謂催化劑就是指能改變化學(xué)反應(yīng)速度，并且它本身在反應(yīng)前后數(shù)量以及化學(xué)性質(zhì)均不發(fā)生變化的特殊物質(zhì)。烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑是以鎳為活性組分的催2.3.2水碳比失調(diào)

5、。進(jìn)料波動(dòng)，溫度、壓力波動(dòng)致使水碳比減小到正常值以下，水碳比降到一定程度就會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化過程的積碳。2.3.4轉(zhuǎn)化爐火嘴燃燒不均勻，導(dǎo)致爐管單面受熱或者局部高溫也會(huì)引起轉(zhuǎn)化催化劑不同程度的結(jié)炭。2.3.5重復(fù)開停工的過程當(dāng)中，催化劑反復(fù)的氧化還原，導(dǎo)致催化劑活性下降，從而引起催化劑的積碳。2.3.6緊急停工過程中進(jìn)料未能及時(shí)切除，催化劑得不到有效保護(hù)。2.3.7催化劑還原不充分導(dǎo)致上部催化劑活性不好，引起重質(zhì)烴類穿透到下部高溫床層引起熱裂解

6、積碳。2.4催化劑中毒。滯留在催化劑上的任何物質(zhì)都可能以固體的形式沉積在催化劑上，從而使蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的效能下降，一般來說，硫、氯、砷是比較嚴(yán)重的毒物。但最常見的還是硫中毒，硫中毒是可逆的，氯中毒也有可逆性但再生要比硫中毒困難，砷中毒是永久性的，轉(zhuǎn)化催化劑一旦砷中毒必須更換催化劑。一般情況下，硫主要引起轉(zhuǎn)化爐上部催化劑中毒，而不引起整個(gè)床層中毒，硫嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)污染。硫中毒后的轉(zhuǎn)化催化劑可以通過蒸汽再生而恢復(fù)活性，但如果中毒

7、嚴(yán)重將使轉(zhuǎn)化催化劑嚴(yán)重失活和損壞。3防止轉(zhuǎn)化催化劑失活的對(duì)策和活性下降后采取的措施。防止轉(zhuǎn)化催化劑失活的對(duì)策和活性下降后采取的措施。3.1催化劑填裝的技術(shù)要求及質(zhì)量判斷。3.1.1技術(shù)要求：裝填催化劑要在晴天進(jìn)行，催化劑填裝前要先篩除粉末；爐管內(nèi)要用棉紗或棉布擦拭干凈，以保證無油污和雜物；檢查確認(rèn)爐管與分集合聯(lián)管接處孔板無堵塞，并測(cè)空管壓力降合格。如果催化劑在填裝過程中有個(gè)別爐管的裝填不符合阻力降偏差小于5%的要求【2】，應(yīng)將催化劑卸出