轻油蒸汽预转化催化剂及其工业应用研究

摘要

轻油蒸汽预转化技术是指以轻油或轻烃为原料在催化剂作用及低温、低水碳比、高空速条件下进行蒸汽转化生成富甲烷气的工艺过程.预转化技术可作为一种增产节能、提高效率和解决已运行装置瓶颈的手段,用于改造和新建制氢及合成氨装置.该文结合中国石化巴陵分公司制氢装置的技术现状、存在的瓶颈及扩能改造的要求,确定了轻油蒸汽预转化技术开发及其应用研究项目.该文首先剖析了预转化反应机理,根据催化反应原理分析各组份的作用,设计出以镍为活性组份,SiO<,2>、Al<,2>O<,3>、MgO或KAS为载体的六种催化剂品种.通过评价实验筛选出Ni-MgO/硅藻土-氧化铝体系为一种较佳的预转化催化剂体系.以此为基础考察了预转化反应影响因素与工艺条件,优化活性组份含量,制成四种不同镍含量催化剂,并进行同工艺条件对比试验,结果表明Y603催化剂综合性能最好.用Y603与国外预转化催化剂G1-80进行长周期运行评价及破坏性试验,其活性与物化参数均优于G1-80.通过生产实践证明,Y603预转化催化剂能完全满足工业生产要求.在预转化影响因素与工业条件考察试验基础上,结合制氢装置生产实际情况,确定预转化工业生产操作条件为:反应压力3.0mpa,氢油体积比100-200,入口温度420~450℃,水碳比1.5~2.5,液空速1.0~1.5h<'-1>.根据中国石化巴陵分公司制氢装置流程特点和扩能改造要求,设计了一套预转化反应工艺方案和两种工况下催化剂活化还原流程.预转化技术在该制氢装置上应用后,生产负荷提高了20%,且节能效果明显,有显著的经济效益和社会效益,具有良好的推广应用前景.

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第1章绪论

1.1引言

1.2轻油蒸汽预转化反应基本原理

1.3轻油蒸汽预转化技术现状及发展趋势

1.4课题来源与研究内容

1.4.1研究目标

1.4.2研究意义

1.4.3研究内容

第2章预转化催化剂体系筛选及工艺影响因素研究

2.1催化剂设计

2.2催化剂筛选与评价方法

2.2.1催化剂筛选与评价装置

2.2.2催化剂评价依据及工艺指标计算方法

2.3催化剂筛选与评价结果

2.4预转化反应影响因素考察

2.4.1水碳比对预转化反应的影响

2.4.2温度对预转化反应的影响

2.4.3压力对预转化反应的影响

2.4.4空速对预转化反应的影响

2.5小结

第3章催化剂性能及工业操作条件优化研究

3.1催化剂优选

3.2预转化工业操作条件优化

3.3催化剂长周期运行评价

3.4小结

第4章预转化工业应用方案设计

4.1预转化应用工艺方案设计

4.1.1工艺框图

4.1.2工艺流程设计

4.1.3预转化投用方式设计

4.2预转化反应器方案设计

4.2.1预转化反应器工艺参数设计

4.2.2预转化反应器方案设计

4.3催化剂活化还原流程设计

4.4小结

第5章预转化技术工业应用

5.1催化剂活化还原

5.2预转化技术工业运行情况

5.3小结

结论

参考文献

致谢

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