烃类制氢原理.docx
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烃类制氢原理
烃类制氢装置
技术问答
山东恒源石油化工股份有限公司
二O一一年九月
目录
催化剂基本知识-9-
1、什么是催化剂？
催化作用的特征是什么？
-9-
2、什么是活化能？
-9-
3、什么是催化剂活性？
活性表示方法有哪些？
-9-
4、什么是催化剂失活?
失活原因有哪些？
-10-
5、什么是催化剂的选择性？
-10-
6、催化剂中毒分哪几种?
分别叙述。
-10-
7、如何评价催化剂强度的好坏？
-10-
8、什么是催化剂的比表面？
简述比表面的重要性。
-11-
9、什么是催化剂的堆积密度？
颗粒密度？
真密度？
-11-
10、催化剂的孔分布、比孔容及对催化反应有什么影响？
-11-
11、催化剂的化学机构按其催化作用分为哪几类？
-11-
12、气-固相催化反应的步骤。
-12-
13、催化剂更换原则有哪几条？
-12-
原料部分-13-
14、适用于蒸汽转化制氢的烃类原料有哪些？
-13-
15、蒸汽转化制氢原料选择原则有哪些？
-13-
16、为什么不能轻易选用炼厂二次加工油做转化原料？
-14-
17、是否有可用作制氢原料的二次加工油？
-14-
18、轻油的族组成对转化过程产生哪些影响？
-14-
19、天然气用作制氢原料对转化催化剂有什么要求？
-14-
20、不含烯烃的各种炼厂气对转化催化剂有什么要求？
-15-
21、用炼厂干气做制氢原料时如何进行预处理？
-15-
22、各种轻油对转化催化剂有什么要求？
-15-
23、天然气有机硫的加氢转化，其配氢量为多少？
-16-
24、石油化工厂各种干气的特点如何？
-16-
25、石油化工厂各种干气作为制氢原料时应作如何处理？
-17-
26、烯烃饱和的基本原理是什么？
-17-
27、烯烃加氢工艺的方案有几种？
-17-
28、绝热加氢工艺的特点？
-17-
29、绝热循环加氢工艺的特点？
-18-
30、等温绝热加氢工艺的特点？
-19-
31、变温烯烃加氢工艺的特点？
-19-
32、分段加氢工艺的特点？
-21-
脱毒部分-22-
33、制氢原料为什么要脱硫？
一般请有种含有哪几种硫化物？
-22-
34、钴钼加氢催化剂对加氢脱硫有什么作用？
其反应式如何？
-22-
35、一般加氢脱硫的氢油比为多少？
氢油比的高低对反应及设备有何影响？
-22-
36、加氢反应的反应温度、压力、空速对反应有哪些影响？
-22-
37、加氢催化剂主要有哪些型号？
其主要成分、性能如何？
-23-
38、氧化锌脱硫剂的脱硫机理如何？
-23-
39、影响氧化锌脱硫的主要因素有哪些？
-23-
40、氧化锌脱硫剂主要有哪些型号？
其主要成分是什么？
性能如何？
-24-
41、目前已有的脱除焦化干气中的硫和烯烃饱和的催化剂及性能指标如何？
-25-
42、脱硫系统如何开车？
-25-
43、脱硫系统如何停车？
-25-
44、如果大检修或长期停工，对加氢催化剂和氧化锌脱硫如何保护？
-25-
45、短期停工或临时停工，如何保护加氢催化剂和脱硫剂？
-26-
46、如果转化突然停工，脱硫系统应采取哪些紧急措施，以便保护设备和催化剂？
-26-
47、钴钼加氢反应在什么情况下会发生超温？
应如何处理？
-26-
48、为什么要对加氢催化剂进行预硫化？
其反应机理如何？
-26-
49、钴钼催化剂的硫化如何进行？
常用的硫化剂是什么？
采用的操作条件如何？
-27-
50、加氢催化剂失活的主要原因是什么？
-28-
51、加氢催化剂怎样进行再生？
再生反应有哪些？
再生条件如何？
-28-
52、钴钼催化剂从反应器中卸出之前，如何处理？
为什么？
-28-
53、原料带水对氧化锌脱硫剂有什么影响？
如何防止？
-29-
54、加氢脱硫配氢气中是否要对CO、CO2含量进行限制？
-29-
55、加氢脱硫与汽提法（脱硫化氢）工艺各适用于哪种情况？
其优缺点如何？
-29-
56、什么叫硫容？
饱和硫容？
穿透硫容和理论硫容？
-29-
57、什么叫硫穿透？
硫穿透之后，应如何处理？
-30-
58、氧化锌脱硫剂上的硫容如何计算？
-30-
59、制氢原料为什么要脱氯？
-30-
60、原料中氯的来源有哪几种？
应如何避免带来更多的氯离子和氯化物？
-30-
61、脱氯剂一般有哪几种？
其主要组成是什么？
性能如何？
-30-
62、脱氯机理如何？
-31-
63、脱氯放在原料净化工艺中的哪一部位？
为什么？
-31-
64、一般要求脱氯的指标是什么？
如何发现氯穿透？
应如何处理？
-31-
65、制氢原料为什么要脱砷？
-32-
66、砷的脱除机理是什么？
-32-
67、脱砷剂有几种类型？
以轻油为原料制氢流程中一般采用什么脱砷剂？
-32-
68、目前国内制氢，针对不同原料采用哪几种净化工艺？
-32-
转化部分-33-
69、烃类转化工段的主要任务是什么？
-33-
70、液态烃蒸汽转化反应过程如何？
-33-
71、液态烃蒸汽转化过程中结炭反应机理如何？
-34-
72、如何理解“热力学结炭”？
一般发生在什么条件下？
-35-
73、如何理解“动力学积炭”？
一般发生在什么条件下？
-35-
74、“结炭和积炭”的含义有何不同？
-35-
75、如何判断催化剂的积炭？
-35-
76、催化剂积炭的原因有哪些？
如何防止？
-35-
77、转化催化剂常用的烧炭再生条件是什么？
-35-
78、为什么抗积炭性能是液态烃蒸汽转化催化剂的主要性能？
-35-
79、国外两种典型的液态烃蒸汽转化催化剂的设计思想有什么不同？
-36-
80、烃类蒸汽转化催化剂的基本性能和相互关系是什么？
-36-
81、如何理解烃类蒸汽转化催化剂的“活性”？
-37-
82、轻油“预转化”、“蒸汽转化”和“蒸汽裂解”的关系如何？
-37-
83、怎样监视转化催化剂的性能变化？
-37-
84、转化炉管压差增大的原因有哪些?
-38-
85、何谓转化催化剂的毒物？
中毒的过程以及如何再生？
-38-
86、转化炉管出现热斑、热带、热管的原因及处理方法？
-39-
87、转化催化剂中毒和结炭的表现有何不同?
如何处理？
-39-
88、影响转化催化剂使用寿命的因素有哪些？
-40-
89、国内常用的几种高级烃类转化催化剂及其性能如何？
-40-
90、转化催化剂床层温度分布对转化反应有何影响？
-41-
91、水碳比变化对转化反应有何影响？
-41-
92、空速对转化反应有何影响？
-41-
93、反应压力对转化反应有何影响？
-41-
94、影响转化出口残余甲烷含量的因素有哪些？
-41-
95、紧急停车时怎样确保转化催化剂不结炭？
-41-
96、转化炉管破裂时如何处理以保证生产？
-42-
97、简述转化催化剂升温工艺条件，不同类型催化剂有何不同?
-42-
98、转化催化剂还原介质有哪些？
-42-
99、转化催化剂还原反应的条件是什么？
-42-
100、转化催化剂还原为什么要维持H2O/H2值小于7？
-42-
101、反复氧化还原对转化催化剂性能有什么影响？
-43-
102、转化催化剂还原不充分或在使用中被氧化会造成什么危害，如何防止和处理？
-43-
103、为什么要求转化催化剂具有良好的低温还原性？
-43-
104、转化停车时，采用还原气氛保护催化剂有何好处？
-44-
105、工业上转化催化剂的还原为什么不用干氢，一般都配入水蒸汽还原？
-44-
106、脱硫配氢和转化入口配氢对转化催化剂有什么影响？
-44-
107、烃类原料突然中断如何防止转化催化剂床层被高温钝化（氧化）？
-44-
108、蒸汽转化催化剂入口段高温氧化对正常开工造成什么危害？
-44-
109、烃类蒸汽转化炉从外供热形式上主要有哪几种？
-45-
110、顶烧和侧烧转化炉从工程设计角度主要有何区别？
-45-
111、顶烧和侧烧转化炉对转化反应过程的影响有何不同？
-45-
112、顶烧和侧烧转化炉对转化催化剂有何不同要求？
-45-
113、正确装填转化催化剂的目的是什么？
-45-
114、装填催化剂前要做哪些准备工作？
-45-
115、怎样装填转化催化剂？
-46-
116、怎样测量和计算转化催化剂床层阻力降？
-46-
117、炉管床层阻力降的偏差为何越小越好？
-47-
118、烃类蒸汽转化催化剂为何要分为上下两段不同尺寸的颗粒装填？
-47-
119、常用的集中烃类转化催化剂对原料中毒物的含量有何要求？
-47-
120、转化投料的条件是什么？
-47-
121、转化投料加负荷应注意哪些问题？
-47-
122、轻油和炼厂气混合使用作为制氢原料时应如何控制进料？
-48-
123、轻油和炼厂气等交替使用作为制氢原料相互切换时应注意什么？
-48-
124、什么叫蒸汽的露点温度？
操作中工艺气体的温度为什么必须高于露点温度？
-48-
125、有的转化催化剂水合粉化是怎样造成的？
如何避免？
-48-
126、为什么转化床层对二、三米的温度有一定的要求？
-49-
127、转化管上段二、三米处的温度为什么会慢慢升高？
突然或急剧持续升高是如何造成的？
如何处理？
-49-
128、转化炉燃料品质和火嘴分布对转化过程有何影响？
-49-
129、转化炉管排温差和单管管壁温差应控制多少？
为什么？
-49-
130、如何判断火嘴燃烧状况的好坏？
-49-
131、什么叫二次燃烧？
对转化炉有何影响？
应如何避免？
-50-
132、转化炉膛负压一般控制多少？
负压大小对转化炉有何影响？
-50-
133、什么叫回火？
怎么避免或处理回火？
-50-
134、阻火器的作用是什么？
为何有此作用？
-50-
135、转化炉紧急停工时应注意什么？
-50-
136、什么是油中碳含量?
有何意义？
-50-
137、什么叫绝对碳原（总碳）？
怎样计算绝对碳原（总碳）？
-51-
138、什么叫碳流量？
怎样计算碳流量最方便？
-51-
139、什么叫碳空速？
怎样计算？
-51-
140、什么叫水碳比？
怎样计算？
-51-
141、轻油、炼厂气混合用作制氢原料时如何计算水碳比和碳空速？
-51-
142、什么叫水油比？
它和水碳比有何关系？
-52-
143、怎样计算常规流程轻油制氢的吨油产纯氢量？
-52-
144、转化岗位计算示例.-52-
145、怎样标定转化进料的实际水碳比？
-53-
146、转化炉前压力急剧波动对转化催化剂有何危害？
-54-
147、什么叫平衡温距？
怎样计算？
-54-
148、轻油蒸汽预转化反应机理是什么？
-55-
149、制氢装置采用预转化工艺有何好处？
-55-
150、预转化催化剂的性能有何特点？
-55-
151、预转化催化剂对原料毒物含量有什么要求？
-55-
152、轻油预转化反应与天然气预转化反应有何区别？
-56-
153、如何进行预转化催化剂开工还原？
-56-
154、预转化反应器停工时应注意哪些问题？
方案如何？
-56-
155、烃类蒸汽转化过程对蒸汽质量有何要求？
-56-
156、没有外来氢源的制氢装置如何开工？
氨裂解还原开工应注意哪些问题？
-57-
变换部分-58-
157、变换的主要作用是什么？
写出变换反应式。
-58-
158、温度对变换反应有何影响？
-58-
159、变换为什么要分（高）中变和底变两段？
-58-
160、水气比对变换有何影响？
-58-
161、压力对变换反应有何影响？
-58-
162、空速对变换反应的影响？
-58-
163、目前制氢装置中使用的（高）中变催化剂有哪几种，主要组成及物理性质如何？
各有什么特点？
-58-
164、（高）中变催化剂怎样进行还原放硫？
-59-
165、（高）中变催化剂，还原时为什么要配入水蒸汽？
配入多少才能保证催化剂不还原过度？
-60-
166、如何防止（高）中温变换催化剂还原时超温？
-60-
167、中变催化剂还原为什么会放硫？
影响放硫时间的因素有哪些？
怎样判断放硫结束？
-60-
168、影响（高）中变催化剂正常使用的因素有哪些？
如何延长催化剂的使用寿命？
-60-
169、（高）中变催化剂床层温度突然下降的原因及处理。
-61-
170、（高）中变催化剂如何钝化？
-61-
171、（高）中变送入低变的条件是什么？
-61-
172、目前，制氢使用的低变催化剂有哪几种？
主要组成及性能如何？
各有何特点？
-61-
173、能使低变催化剂中毒的物质有哪些？
如何防止？
-62-
174、低变催化剂还原分哪几个阶段？
每段各注意什么问题？
还原时，如发现超温如何处理？
-62-
175、低变催化剂还原时，稀释气、空速、压力和氢浓度如何选择和控制？
-63-
176、如何判断低变催化剂还原结束和完全？
-63-
177、影响低变正常运行的因素有哪些？
有何影响？
-63-
178、低变催化剂为何要防止水汽冷凝？
-63-
179、怎样防止低变催化剂被水泡？
-63-
180、如何延长低变催化剂寿命？
-64-
181.低变催化剂如何钝化？
-64-
182、什么叫水气比，H2O/CO比？
如何计算？
-64-
183、什么叫变换率？
如何计算？
-64-
184、什么叫化学平衡？
什么是化学平衡常数？
什么叫平衡变换率？
如何计算？
-65-
脱碳部分-66-
185、脱碳净化方法中，何谓物理吸收？
何谓化学吸收？
-66-
186、为什么吸收塔的操作条件为低温高压，而再生塔为低压高温？
其理论基础是什么？
-66-
187、国内制氢及合成氨装置中采用的脱碳方法有哪几种？
写出其反应式。
-66-
188、分述各脱碳溶液的组成，以及各组分对CO2吸收的影响。
-67-
189、什么叫转化度、再生度、碳化指数？
贫液、半贫液、富液的再生度一般控制在多-68-
190、影响CO2吸收的主要操作因素有哪些？
如何影响？
-68-
191、热钾碱法脱碳造成设备腐蚀的因素有哪些？
如何防止？
-68-
192、什么叫液泛？
液泛的主要原因是什么？
怎样避免？
-69-
193、如何保持脱碳系统的水平衡？
-69-
194、热钾碱法脱碳系统在开工时如何进行清洗和钒化？
-70-
195、工艺气串入脱碳系统应具有哪些条件？
操作中应注意哪些问题？
-71-
196、如何配置脱碳溶液？
应注意什么问题？
-71-
197、如何判断工艺气再沸器内漏？
-72-
198、溶液起泡的原因有哪些？
如何处理？
-72-
199、引起二乙醇胺溶液降解的原因有哪些？
-72-
200、溶液中的铁含量和氯含量高说明什么？
-73-
201、脱碳溶液中如何控制钒浓度？
为什么？
-73-
202、溶液泵突然停运时如何处理？
-73-
203、简述目前世界上几种比较先进的低能耗脱碳技术。
-73-
甲烷化部分-76-
204、简述甲烷化反应作为净化手段的实际意义？
并写出反应式。
-76-
205、影响甲烷化反应的主要因素有哪些？
-76-
206、常用的甲烷化催化剂种类有哪些？
其主要组成及性能如何？
-76-
207、影响甲烷化催化剂还原的因素有哪些？
-77-
208、叙述甲烷化催化剂升温还原和开车操作步骤？
（以J105催化剂为例）-78-
209、引起甲烷化催化剂超温的原因有哪些？
如何处理和防止？
-78-
210、甲烷化催化剂低温及有CO存在时可能有羰基镍生成，其危害性如何？
为此在开停车升降温时应注意什么？
-78-
211、影响甲烷化催化剂活性寿命的因素有哪些？
-79-
212、简述甲烷化催化剂卸出时的注意事项。
-79-
变压吸附部分-80-
213、什么是吸附？
-80-
214、吸附按性质通常分为哪些类型？
-80-
215、什么是吸附分离？
-80-
216、什么是变压吸附？
-80-
217、什么是变温吸附？
-80-
218、变压吸附工艺和变温吸附工艺如何选择？
-81-
219、何谓PSA氢提纯装置的氢回收率？
-81-
220、怎样准确计算氢回收率？
-81-
221、制氢装置采用PSA净化工艺有何特点？
-81-
222、什么样的混合气才能用PSA进行分离？
-82-
223、制氢装置中PSA最常用的主要吸附剂是什么？
它们对一般气体的吸附顺序如何？
-82-
224、简述活性氧化铝和硅胶吸附剂在PSA装置中的作用。
-82-
225、为什么说PSA装置运行效果的好坏关键是吸附剂？
-82-
226、影响吸附剂性能的因素有哪些？
如何避免和处理？
-82-
227、新鲜的吸附剂应如何保管？
-82-
228、分子筛和活性炭吸附性能的比较？
-83-
229、怎样装填吸附剂？
-83-
230、怎样延长吸附剂的寿命？
-84-
231、简述吸附剂对水的吸附特性。
-84-
232、吸附剂吸潮后如何处理方可使用？
-84-
233、PSA进料中为什么要充分脱水？
怎样防止进料带水？
-84-
234、吸附剂充分吸附杂质后，各杂质在吸附剂上如何分布？
为什么？
-85-
235、在PSA工艺中，对进料气中的高级烃含量有何限制？
为什么？
如何解决进料气中高级烃含量多的问题？
-85-
236、变压吸附的解吸方法主要有几种？
如何选择？
-85-
237、PSA工艺的主要过程步骤？
-85-
238、简述均压过程和意义。
-85-
239、简述顺放过程及其作用。
-86-
240、简述逆放过程及其作用。
-86-
241、简述冲洗过程及其作用。
-86-
242、简述产品气升压过程及其作用。
-86-
243、在哪些步骤中吸附塔内的杂质界面会上移？
为什么？
-86-
244、在哪些步骤中吸附塔内的杂质界面会下移?
为什么？
-86-
245、哪个步骤对产品氢压力和流量波动影响最大？
如何控制？
-86-
246、哪个步骤对吸附剂的再生效果影响最大？
如何控制？
-86-
247、哪个步骤对废弃压力和流量波动影响最大？
如何控制？
-87-
248、废气缓冲罐有什么作用？
-87-
249、进料组成变化对PSA有何影响？
-87-
250、进料流速变化对PSA有何影响？
-87-
251、进料温度变化对PSA有何影响？
-87-
252、吸附压力是否越高越好？
为什么？
-87-
253、冲洗压力是否越低越好？
为什么？
-88-
254、在10床PSA中，当要求半负荷生产时，是否应该为5床运行？
-88-
255、什么是杂质超载？
有哪些危害？
-88-
256、造成杂质超载的原因有哪些？
如何防范？
-88-
257、吸附塔压力的快速变化对吸附剂造成什么危害？
-88-
258、为什么要根据进料量的大小调整吸附时间？
-88-
259、简述吸附时间设定的原则和影响。
-89-
260、简述吸附时间控制方式的应用。
-89-
261、如何使低的产品纯度恢复正常？
-89-
262、为什么修改吸附时间后并不能马上改变产品纯度？
-89-
263、如何防止吸附塔的压力变化过快？
-89-
锅炉部分-91-
264、何谓锅炉和废热锅炉？
制氢装置中的废热锅炉系统主要由哪几部分组成？
-91-
265、废热锅炉的汽包有何作用？
-91-
266、锅炉的八大附件是什么？
-91-
267、首次开工前为何要煮炉，怎样煮炉？
-91-
268、给水为何要除氧？
怎样除氧？
除氧不合格的原因有哪些？
-91-
269、除氧器由几部分组成？
各有何作用？
操作条件如何？
-92-
270、给水、炉水和蒸汽的质量指标各如何？
-92-
271、汽包升降压及升降温时应注意什么?
-92-
272、什么叫汽包水位的三冲量调节？
-92-
273、汽包发生汽水共腾的现象、原因及处理方法如何？
-93-
274、锅炉给水为何要加药？
起何作用？
-93-
275、何谓锅炉排毒？
有几种排污？
各有何作用？
怎样进行排污？
-93-
276、汽包安全阀有何作用？
如何设置？
定压多少？
-93-
277、什么是锅炉缺水？
如何处理？
-93-
278、什么是锅炉满水？
有何危害？
如何处理？
-94-
279、正常的开炉步骤是什么？
-94-
280、正常停炉步骤是什么？
-94-
281、停炉保护的目的和方法如何？
-95-
282、何时需紧急停炉？
关键要注意什么？
-95-
283、处理紧急事故的原则是什么？
-95-
284、紧急停车时如何保护转化催化剂？
-96-
285、脱硫系统如何紧急停工？
-96-
286、紧急停工时如何保护变换催化剂？
-96-
287、紧急停工时怎样处理脱碳系统？
-96-
288、怎样处理停电事故？
-96-
289、怎样处理原料油中断事故？
-97-
催化剂基本知识
1、什么是催化剂？
催化作用的特征是什么？
答：
在化学反应中能改变反应速度而本身的组成和重量在反应前后保持不变的物质叫催化剂。
加快反应速度的称正催化剂；减慢的称负催化剂。
通常所说的催化剂是指正催化剂。
催化作用改变了化学反应的途径。
在反应终了，相对于始态，催化剂虽然不发生变化，但却参与了反应，例如形成了活化吸附态，中间产物等，因而使反应所需的活化能降低。
催化作用不能改变化学平衡状态，但却缩短了达到平衡的时间，在可逆反应中能以同样的倍率提高正、逆反应的速度。
催化剂只能加速在热力学上可能发生的反应，而不能加速热力学上不可能发生的反应。
所以，催化作用的实质是一种动力学功能。
催化作用的选择性。
催化剂可使相同的反应物朝不同的方向反应生成不同的产物，但一种催化剂在一定条件下只能加速一种反应。
例如CO和H2分别使用铜和镍两种催化剂，在相应的条件下分别生成CH3OH和CH4+H20.
一种新的催化过程，新的催化剂的出现，往往从根本上改变了某种化学加工过程的状态，有力推动工业生产过程的发展，创造出大量财富，在现代
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