长庆石化制氢装置制氢转化催化剂在线还原分析.pdf

《长庆石化制氢装置制氢转化催化剂在线还原分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、长庆石化制氢装置制氢转化催化剂在线还原分析徐江峰(中石油长庆石化公司，陕西成阳712000)摘要：2008年1月的一次异常操作，影响了装置的正常运行，切断了进料，利用水蒸气进行对转化催化剂的保护．历时一小时，造成了转化催化剂的部分钝化。制氢装置技术人员创造性的提出和设计在线还原。在保证装置正常运行的情况下，使钝化的催化剂恢复和提高了活性，解决了红管问题，提高了天然气的转化率，排除了安全隐患，达到了预期目标，保证了后续装置连续稳定运行。关键词：转化催化剂；红管；在线还原1第一章进行在线还原的原因及理

2、论分析1．1转化催化剂在线还原过程概况我厂制氢装置于2006年12月投产运行，设计产能4x104Nm3／h。其中，天然气蒸汽转化催化剂选用的是齐鲁设计研究院开发的Z4171418转化催化剂。在2008年1月，由于操作问题，切断转化进料75分钟，只加大蒸汽量，用于保护转化催化剂使其钝化。恢复生产后，由于加氢装置耗氢量的增加，加工量由6500Nm3／h提高到8000Nm3／h。此时，在操作参数不变的情况下，炉管出现“红管”现象。为了在保证装置正常运行的情况下解决这一问题，制氢装置技术人员创造性的提出在

3、线还原方案。共耗时120小时，成功在线还原转化催化剂。1．2转化催化剂进行在线还原的原因分析由于进料中断，为了防止炉管温度过高，使转化催化剂高温烧结。因此，在此种情况下，需要加大蒸汽流量以保护转化催化剂。但是，镍催化剂长时间暴露在高温蒸汽中，会钝化。钝化后的转化催化剂不具有其原有的催化特性，活性降低，副反应增加。由于反应多是放热反应，而且原来的主反应减少，吸热量也大幅减少，造成炉管温度迅速上升，而出现“红管”现象。2第二章进行在线还原的目的2．1制氢装置正常运行概况自装置开工投产以来，操作参数为：

4、转化炉控制转化入1：3温度5100C，出171温度7500C。制氢装置一直运行正常。但是，转化炉管个别炉管存在热带，炉管热带段颜色偏亮，即有“红管”现象出现。因此，各班组定期定点测定炉管的温度，特别是炉膛定向下3米处，易出现红管的地方。对于我公司的顶烧炉而言，火嘴喷射火焰外焰部一般在2-3米处，这部分是供热的集中区，也是烃类蒸汽转化反应的集中区，各种反应均快速发生，也是积碳最容易发生的区域，所以顶烧炉易发生积碳的部位通常在2-4米处。当出现非正常停车、催化剂突然中毒等突发状况出现时，最容易造成催化

5、剂床层发生大量积碳。床层积碳以后，积碳部位烃类转化反应减慢，吸热量减少，反映在炉管上就是外壁温度升高。局部积碳，外壁局部温度偏高，局部发红，看上去出现花斑。积碳部位逐步增大后，转化炉内一段催化剂上积碳，反映在转化炉外壁就形成了热带。2．2转化催化剂在线还原前装置概况2008年1月，由于操作异常，停进料一个多小时，因而，对转化催化剂进行了蒸汽钝化。再次开工后，随着加工量的增大，“红管”现象变得严重。对炉管温度的测量也显示，炉管处于高温状态，高出正常状态下60。C左右，严重影响了操作和装置的安全运行。

6、长时间的蒸汽保护，使天然气蒸汽转化催化剂丧失了部分活性，反应减慢，炉管温度升高。2．3转化催化剂在线还原的目的根据我公司的具体情况，确定重整氢作为主要还原介质，加氢裂化饱和干气作为辅助还原介质。对转化催化剂进行在线还原，使转化催化剂恢复部分活性。提高原料气中的氢气含量，在转化炉中形成还原氛围，促进下反应逆反应的进行，恢复催化剂活性：Ni+Hz0(蒸汽)=NiO+Hz由于上述反应的逆反应为微放热反应，因而应注意观察炉管的颜色变化，当炉管颜色发生变化，最后趋于均匀一致时，温度下降到合适的状态，最终达到

7、恢复催化剂的活性。3第三章在线还原的效果及对比3．1经过转换催化剂的在线还原后，转化炉出1：3气中的甲烷含量较以前有了明显的变化。经过在线还原后，转化炉出口气中的甲烷含量均值为7．01，较之以前，下降了0．85。提高了天然气的转化率，节约了成本，达到了预期效果。3．2在线还原后，对转化炉管壁温度进行检测，检测数据如下图示：通过对炉管温度的测量，可以发现，炉管温度较以前下降了60℃，解决了红管问题，排除了安全隐患。达到了预期目标。4第四章结语通过此次转化催化剂还原的处理经过，对于转换催化剂的轻度钝化

8、有了新的解决思路。此次在线还原解决了一些长期存在的问问题，如红管等，提高收率，达到了预期目的。4．1通过对R3701的实时检测，调整重整氢和加氢饱和干气的配比，在为转化催化剂提供了有效的还原气氛的同时，防止了加氢催化剂的反硫化。4．2转化炉管平均壁温下降了约达80。C，达到了正常运转时炉管的温度，有效的解决了红管问题，排除了安全隐患。4．3恢复和提高了转化催化剂的活性，提高了天然气的利用率，节约了成本。参考文献：【l】《工业催化》1999年，《JT一1G型加氢催化剂在焦化干气制氢中