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轻油蒸汽预转化催化剂研究及工艺技术开发

作　者: 文尚军
导　师: 杨运泉
学　校: 湘潭大学
专　业: 工业催化
关键词: 转化预转化催化剂
分类号: TQ116.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 35次
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内容摘要

巴陵石化分公司制氢装置以石脑油为原料,采取烃类蒸汽转化工艺制取氢气,其关键工序是石脑油蒸汽转化。蒸汽转化在转化炉内进行,转化炉为固定床管式反应器。在温度780～820℃,压力2.5～2.9MPa,水碳比4.5～5.5条件下,石脑油与水蒸汽发生转化反应生成H₂、CO、CO₂和CH₄,然后,再经过变换、脱碳、甲烷化和变压吸附制取高纯度的氢气。同时,在转化炉内除发生转化反应外,还伴随着石脑油的裂解、析碳、消碳和结焦等反应,随着石脑油品质降低,催化剂表面积碳越来越明显。一旦出现比较严重的积碳,转化炉管就会产生花斑和红管,影响传热效率,甚至使催化剂床层阻力升高,炉管爆裂,装置被迫停工。由于该装置使用的石脑油干点在180～210℃,积碳的倾向很明显,导致装置开工周期很短,最短半年,最长一年,给公司的安全生产造成了很大的被动。从1999年开始,巴陵分公司与齐鲁石化公司研究院、洛阳石化工程公司一道,致力于开发烃类蒸汽预转化新工艺,以延长装置的开工周期。经过三年多的努力,于2002年10月成功开发出预转化新工艺,并研制出了合适的预转化催化剂。预转化反应的原理是,在绝热固定床反应器内,在温度400～480℃,压力2.5～2.9MPa,水碳比2.0～2.5条件下,石脑油与水蒸汽发生预转化反应生成富甲烷气体,然后,富甲烷气体再进入转化炉与水蒸汽发生转化反应。由于转化炉内的原料气发生了根本的改变,积碳的倾向大大降低。从几年来的运行情况看,该工艺取得了巨大的成功,装置的生产负荷提高了40%,开工周期延长到了四年,为公司的安全生产和扩能增效作出非常大的贡献。本文介绍了烃类蒸汽转化、预转化反应的机理,预转化催化剂的研制和预转化工艺的开发过程。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章序言  9-11
  1.1 课题的来源及背景  9
  1.2 项目研究的目的与意义  9-10
  1.3 本课题研究的主要内容与任务  10-11
第二章文献综述  11-14
  2.1 国内本领域或同类装置生产的基本情况及研究进展  11-13
  2.2 国外本领域或同类装置生产的基本情况及研究进展  13-14
第三章工业试验方法与器材  14-17
  3.1 工业试验装置和基本流程  14-15
  3.2 试验主要原材料及规格  15-16
  3.3 试验主要操作方法及步骤  16-17
    3.3.1 催化剂的制备方法  16
    3.3.2 催化剂反应性能评价方法  16-17
第四章轻油蒸汽预转化催化剂的制备研究  17-34
  4.1 轻油蒸汽预转化催化剂制备的基本理论-烃类蒸汽预转化反应机理  17-18
  4.2 预转化催化剂设计  18-19
  4.3 催化剂性能评价及工艺参数考察  19-22
  4.4 催化剂配方优化  22-27
  4.5 催化剂配方确定  27-28
  4.6 催化剂长周期综合性能评价  28-32
  4.7 本章讨论和小结  32-34
第五章预转化工艺技术的工业应用研究  34-41
  5.1 工业生产工艺流程简介  34-35
  5.2 预转化催化剂的装填  35
  5.3 催化剂的还原  35-36
  5.4 预转化系统的投用  36-37
  5.5 预转化反应器的事故状态处理  37-38
  5.6 工业装置运行结果和主要经济技术指标  38-40
  5.7 本章小结  40-41
第六章主要结论和展望  41-42
  6.1 主要结论  41
  6.2 问题和展望  41-42
参考文献  42-43
致谢  43-44
附录A 攻读学位期间发表论文目录  44

轻油蒸汽预转化催化剂研究及工艺技术开发

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