[发明专利]转化炉用烃类蒸汽转化催化剂的装填方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种转化炉用烃类蒸汽转化催化剂的装填方法，属于石油炼制和天然气化工装置工艺中的制氢、制合成气技术领域。

背景技术

烃类蒸汽转化制取氢气、合成气是重要的化工过程，烃类蒸汽转化催化剂装填的好坏对开工后的正常运行、炉管以及催化剂的寿命都有很大的影响，应予以足够的重视。目前，国内外的烃类蒸汽转化催化剂装填普遍采用组合装填形式，按照一定比例在炉管内装填不同功能的催化剂。

Johnson Matthey在《Steam reforming catalysts for naphtha containing feeds》中给出了一种转化催化剂的选用和装填方法，如图1所示，两种转化催化剂(KATALCOJM 46-3Q、KATALCOJM 46-6Q)按照1：1装填，或者三种转化催化剂(KATALCOJM 46-3Q、KATALCOJM 46-5Q、KATALCOJM 46-6Q)按照1：1：2装填。

Topsφe在《steam reforming catalysts RK-200series》中给出了一种转化催化剂的选用和装填方法，如图2所示，两种转化催化剂(RK-211、RK-201、R-67-7H，RK-211是RK-201的还原型)按照15％：25％：60％装填；两种或三种转化催化剂(RK-212、RK-202、RK-201或R-67-7H，RK-212是RK-202的还原型)按照15％：35％：50％装填。

中石化齐鲁分公司研究院开发的烃类蒸汽转化催化剂，如Z402/Z405G、Z409/Z405G、Z417/Z418、Z412/Z413、Z601/Z602等，在多数厂家应用时也采用组合装填方式，一般装填比例为1：1或40％：60％。

只有在极个别装置中，其选择的转化炉管内径小于80mm时，才全部装填一种上段转化催化剂，以确保转化性能。

上述催化剂级配方案的初衷是：利用上段转化催化剂的抗积炭性能，将甲烷或高级烃与水蒸气反应尽可能的转化成CO、CO、H₂；当工艺气进入下段催化剂床层时，几乎不含有高级烃，甲烷含量相比入口处大幅度下降，下段催化剂不需要考虑抗积炭性能，只需要高活性、高使用强度。

随着预转化催化剂的研究开发，具有高活性、高稳定性、能够耐受高碳空速的预转化催化剂被开发出来并应用。在现有技术中，应用预转化催化剂，需要增设预转化反应器，并对转化炉的换热段进行重新设计和改造，在其中增设预转化反应器的换热管线。此举造成预转化催化剂的应用成本偏高，采用预转化工艺技术和催化剂的厂家较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种转化炉用烃类蒸汽转化催化剂的装填方法，在没有额外设备投入的情况下，提高转化炉的处理能力，增产氢气或合成气，并能够延长转化炉的运转周期以及转化催化剂的使用寿命。

本发明所述的转化炉用烃类蒸汽转化催化剂的装填方法，是在转化炉的下部装填0～95％炉管高度的常规下段烃类蒸汽转化催化剂，在转化炉的中部装填0～95％炉管高度的常规上段烃类蒸汽转化催化剂，在转化炉的上部装填5～25％炉管高度的耐受高碳空速的预转化催化剂。

其中：

所述的常规下段烃类蒸汽转化催化剂呈多孔圆柱状，颜色多为瓦灰色，堆密度为0.85-1.15，NiO含量占10-16wt％，优选地型号为Z418、Z413、46-6Q或R-67-7H。

所述的常规上段烃类蒸汽转化催化剂呈多孔圆柱状，颜色多为瓦灰色，堆密度为1-1.25，NiO含量占15-24wt％；优选地型号为Z417、Z412、46-3Q、46-5Q、RK-201或RK-202。

所述的耐受高碳空速的预转化催化剂呈圆柱状或多孔圆柱状，颜色多维黑色，堆密度为1.1-1.4，NiO含量占25-60wt％，工业应用时的碳空速大于3000h^-1。耐受高碳空速的预转化催化剂属于最近十余年开发成功的技术产品，相比老一代预转化催化剂，其试验室长周期评价碳空速高于或等于8000h^-1，工业应用碳空速普遍大于3000h^-1，且可以保持较长时期的活性稳定性，能够满足本发明的预转化催化剂所需的特性，优选地型号为Z504、CRG-LHR、RKNGR或AR-401。