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第1章 化肥催化剂分类及命名1

1．2． 化肥催化剂产品的名称3

1．1 ． 化肥催化剂的类别3

1．3．2． 命名需要提供的技术资料4

1．3．1． 命名范围4

1．2．1． 型号4

1．2．2． 化肥催化剂型号的构成4

1．2．3 ． 化肥催化剂型号的其它说明4

1．2．4 ． 化肥催化剂的基本名称4

1．3 ． 正式命名手续4

1．3．3． 正式命名5

2．1． 概述6

第2章 化肥生产及制氢过程典型工艺流程6

2．2．1．1．气态烃的蒸汽转化工艺7

2．2．1 ． 烃类原料的蒸汽转化法7

2．2 ．合成氨工艺流程简介7

2．2．1．2． 轻油蒸汽转化工艺8

2．2．2． 烃类原料的部分氧化法9

2．2．3． 煤制氨工艺11

2．2．5 ． 节能工艺流程13

2．2．4 ．焦炉气制氨13

2．2．5．1． AMV工艺14

2．2．5．2 ． LCA工艺17

2．3 ．制氢工艺流程简介19

2．4．1 ． 联醇生产工艺21

2．4 ． 甲醇工艺流程简介21

2．4．2 ． 单醇生产工艺23

2．4．3．1 ． 低压法冷激式甲醇合成24

2．4．3 ． 低压甲醇工艺24

2．4．3．2 ．低压法副产蒸汽甲醇合成25

2．5． 硫酸工艺流程简介27

2．6 ． 硝酸工艺流程简介28

参考文献29

3．1．7． 活化能 频率因子 指前因子30

3．1．6． 络合催化 中间络合物30

第3章 化肥催化剂使用过程常用专业用语30

3．1． 催化剂和催化作用30

3．1．1． 催化剂 触媒 接触剂30

3．1．2． 催化作用30

3．1．3． 多相催化和幸免相催化30

3．1．4 ． 活性中心30

3．1．5 ． 化学吸附30

3．2．1． 化学组分31

3．2 ．催化剂的化学组分31

3．3．5 ． 比表面积（比表面）32

3．3．4 ． 孔隙率和比孔体积（孔容）32

3．2．2． 主催化剂 助催化剂（促进剂）32

3．2．3． 载体 担体32

3．2．4 ． 粘结剂32

3．2．5 ． 润滑剂32

3．2．6． 造孔剂32

3．3 ．催化剂的物理结构32

3．3．1． 堆积密度32

3．3．2 ． 颗粒密度 表观密度 假密度32

3．3．3 ． 骨架密度“真密度”32

3．3．7． 床层空隙率（床层自由空间率）33

3．3．6 ． 孔半径分布与平均孔半径33

3．3．12 ． 晶粒大小34

3．3．11． 晶体缺陷34

3．3．8． 颗粒当量直径34

3．3．9 ．晶体 空间晶格34

3．3．10． 固溶体34

3．3．13 ． 表面相 体相 表面结构35

3．4．2． 催化剂的选择性36

3．4．1． 催化剂活性 本征活性36

3．4 ．催化剂性能36

3．4．5．2 ． 径向搞压碎强度37

3．4．5．1． 轴向抗压碎强度37

3．4．3． 活化 预活化 钝化37

3．4．4 ． 催化剂使用寿命和使用时间37

3．4．5． 搞破碎强度及其稳定性37

3．4．6 ．催化剂的中毒和抗毒性38

3．4．5．7 ．容积抗压碎强度38

3．4．5．3 ． 点压碎强度38

3．4．5．4 ． 磨耗率 耐磨强度或破碎率38

3．4．5．5 ．低强度颗粒百分数38

3．4．5．6 ． 变异系数38

3．5．3 ． 工业催化反应器的数学模型和数学模拟方法39

3．5．2 ． 宏观动力学 工程动力学39

3．5． 催化反应工程39

3．5．1 ． 化学反应动力学（本征动力学）39

3．5．7 ．最快反应温度点和最快反应温度线40

3．5．6． 反应速率常数校正因子 寿命因子（TF）40

3．5．4 ．空间速度40

3．5．5 ． 催化剂内表面利用率 扩散效率因子 效率因子 活性效率40

3．5．10． 绝热段催化剂的最佳进气温度41

3．5．9． 容积利用系数和装填定额41

3．5．8． 催化剂利用率41

参考文献42

3．5．13． 平衡温距42

3．5．11 ． 最佳使用温度范围42

3．5．12 ． 最低活性温度和工业起燃（起活温度）42

4．2．1 ． 装填43

4．2． 催化剂的装填、活化与卸出43

第4章 化肥催化剂的包装、贮存、装卸、活化和废催化剂的回收43

4．1． 催化剂的包装与贮存43

4．3 ． 废催化剂的回收44

4．2．3 ． 卸出44

4．2．2 ． 活化44

5．1．1．1 ． 有机硫的热解45

5．1．1 化学反应方程式及热力学数据45

第5章 脱毒催化剂45

5．1 ． 加氢转化催化剂45

5．1．1．4 ． 催化剂的硫化46

5．1．1．3 ． 氢解时的副反应46

5．1．1．2． 有机硫的氢解46

5．1．3 ． 质量指标及检验方法47

5．1．2 ．催化剂的物化性质47

5．1．1．5 ． 催化剂的再生47

5．1．4． 动力学数据48

5．1．5．1． 制气原料的影响49

5．1．5 ．催化剂选用原则49

5．1．6．1 催化剂的装填50

5．1．6 催化剂的装填、硫化和再生50

5．1．5．2． 催化剂活性组分的影响50

5．1．8． 常见事故原因判断及处理51

5．1．7 ． 正常使用条件51

5．1．6．2 催化剂的硫化51

5．1．6．3 ． 催化剂的再生51

5．1．11． 硫氧碳水解催化剂52

5．1．10． 铁钼加氢转化催化剂52

5．1．9． 典型应用实例52

5．1．11．5． 典型应用实例53

5．1．11．4． 正常使用条件53

5．1．11．1 ． 851型COS水解催化剂物化性质53

5．1．11．2． 质量指标及检验方法53

5．1．11．3． 装填与开停车53

5．2．1． 化学瓜方程式及热力学数据54

5．2． 氧化锌脱硫剂54

5．2．3．3． 氧化锌含量55

5．2．3．2 ． 烧失重55

5．2．2． 脱 硫剂的物化性质55

5．2．3 ． 质量指标及检验方法55

5．2．3．1． 堆密度55

5．2．5． 脱硫剂选用原则56

5．2．4 ． 动力学数据56

5．2．3．4 ．径向抗压碎强度56

5．2．3．5． 穿透硫容56

5．2．6． 脱硫剂的装填57

5．2．5．2 ． 使用场合的选择57

5．2．5．1 ． 型号选择57

5．2．9．1． 用于烃类原料脱硫保护转化催化剂58

5．2．9 ． 典型应用实例58

5．2．6．1． 装填量计算58

5．2．6．2． 脱槽设计要求58

5．2．6．3． 脱硫剂寿命预测58

5．2．7 ． 正常使用条件58

5．2．8 ．常见事故原因判断及处理58

5．3 ． 氧化铁脱硫剂59

5．2．9．3． 用于甲醇全盛气脱硫保护铜催化剂59

5．2．9．2 ． 用于焦炉气脱硫保护低变催化剂59

5．3．2． 脱硫剂的物化性质60

5．3．1． 化学反应方程式及热力学数据60

5．4． 铁锰脱硫剂61

5．3．5． 典型应用实例61

5．3．3 ． 动力学数据61

5．3．4． 正常使用条件61

5．4．3． 质量指标及检验方法62

5．4．2． 铁锰脱硫剂的物化性质62

5．4．1． 化学反应方程式62

5．5．1．1． 化学反应方程式63

5．5．1． 活性炭脱硫剂63

5．4．4 ． 装填和活化63

5．4．5． 正常使用条件63

5．4．6． 典型应用实例63

5．5． 其他脱硫剂63

5．5．2． 天然锰矿64

5．5．1．4． 典型应用实例64

5．5．1．2 ．常用活性炭的物化性质64

5．5．1．3 ． 正常使用条件64

5．6．2． 脱氯剂的物化性质65

5．6．1． 化学反应方程式65

5．5．3 ． 锌锰脱硫剂65

5．5．4 ． 锌镍脱硫剂65

5．6． 脱氯剂65

5．6．5． 脱 氯剂的装填66

5．6．4． 脱氯剂的选用原则66

5．6．3 ． 质量指标及检验方法66

5．7 ． 脱砷剂67

5．6．8． 典型应用实例67

5．6．6． 正常使用条件67

5．6．7．常见事故原因判断及处理67

5．7．4 ． 脱砷剂的选用原则68

5．7．3 质量指标及检验方法68

5．7．1． 化学反应方程式68

5．7．2 ． 脱砷剂的物化性质68

5．7．7． 典型应用实例69

5．7．6 ．正常使用条件69

5．7．5 ． 脱砷剂的装填与再生69

5．7．5．1． 装填69

5．7．5．2． 再生69

参考文献70

第6章 气态烃蒸汽转化催化剂71

6．1．3 ． 甲烷蒸汽转化反应动力学72

6．1．2． 甲烷蒸汽转化反应的平衡72

6．1．气态烃蒸汽转化反应72

6．1．1． 气态烃蒸汽转化反应和反应热72

6．1．5 ． 气态烃催化部分氧化75

6．1．4 ． 二段转化反应75

6．2．1． 镍作为气态烃转化催化剂的主催化剂77

6．2． 气态烃转化催化剂的设计及特点77

6．2．2． 助催化剂的选择78

6．2．3 ． 添加稀土氧化物是转化催化剂的助催化剂的重要发展79

6．2．5． 对天然气转化催化剂中有害杂质的要求81

6．2．4． 载体设计81

6．2．6． 转化催化剂的物理结构83

6．2．7． 转化催化剂的外形及尺寸的设计84

6．2．8． 转化催化剂应当具有的机械强度86

6．3 ．二段转化催化剂的设计88

6．4．3． 转化催化剂的质量指标89

6．4．2． 转化催化剂的主要物性89

6．4． 气态烃转化催化剂主要型号及性能89

6．4．1． 转化催化剂的主要化学组成89

6．4．4． 对催化剂垫层、覆盖层A12O3的要求91

6．5．1 ． 选用原则92

6．5． 转化催化剂的使用技术92

6．5．2． 转化催化剂的装填94

6．5．3． 转化催化剂的还原95

6．5．4． 转化催化剂的钝化98

6．5．5． 转化催化剂的正常操作100

6．5．6 ． 运转中转化催化剂性能的判断104

6．6．1 ． 结炭106

6．6．运转中的几个关键问题106

6．6．2． 催化剂中毒108

6．6．3 ．转化催化剂的寿命110

6．7． 常见事故及处理112

参考文献115

6．8 ． 蒸汽转化法氨厂运转实例115

7．1．2． 液态烃蒸汽转化热力学117

7．1．1． 液态烃蒸汽转化117

第7章 液态烃蒸汽转化催化剂117

7．1． 液态烃蒸汽转化反应热力学117

7．2．1． 液态烃蒸汽转化催化剂的基本性能119

7．2． 催化剂的主要物化性质119

7．2．2． 国产液态烃转化催化剂的物化性质121

7．4．1． 典型烃类的蒸汽转化反应动力学122

7．4． 液态烃蒸汽转化反应动力学122

7．3 ． 催化剂质量指标及检验方法122

7．3．1． Z402、Z404、Z405、ZZ409催化剂122

7．3．1．1． 质量指标122

7．3．1．2 ． 检验方法122

7．3．2． Z403H、Z410催化剂122

7．3．2．1． 质量指标122

7．3．2．2 ． 检验方法122

7．4．2．1 ． 床层温度低于600°C125

7．4．2． 液态烃蒸汽转化反应和结炭机理125

7．4．3． 液态烃蒸汽转化上段催化剂126

7．4．2．2 ． 床层温度高于600°C126

7．5．1． 基本原则127

7．5 ． 催化剂的选择依据127

7．5．3． 从催化剂的综合性能考虑 挑选 挑选催化剂128

7．5．2 ． 原料、工艺条件和炉型128

7．5．4． 两类典型的液态烃转化催化剂129

7．6．2．1． 催化剂还原反应的特点130

7．6．2 ． 还原130

7．6 ． 催化剂的装填、还原130

7．6．1 ． 装填130

7．6．1．1． Z402、Z409、Z405催化剂装填130

7．6．1．2 ． Z403H催化剂装填130

7．6．2．2． Z402、Z409、Z405催化剂的升量还原131

7．6．3． 停车时的还原气氛保护132

7．6．2．3．Z403H催化剂132

7．7．1．2． 制氨合成气的操作条件133

7．7．1．1． 原料规格133

7．6．4． 还原性气体133

7．6．4．1． 氢气133

7．6．4．2． 富氢气体133

7．6．4．3 ． 氨133

7．6．4．4 ． 甲醇133

7．7 ． 催化剂的正常使用条件133

7．7．1． Z402/Z405，Z409/Z405催化剂133

7．8．1．1． 积炭134

7．8．1． 积炭和烧炭134

7．7．1．3 ． 制氢气的操作条件134

7．7．2 ． Z403H催化剂适用条件134

7．8． 常见事故原因判断及处理134

7．8．2．1 ． 钝化（氧化）135

7．8．2． 钝化和重新还原135

7．8．1．2 ． 烧炭135

7．8．3．1． 中毒136

7．8．3 ． 中毒和再生136

7．8．2．2． 重新还原136

7．9．1． Z402/Z405催化剂应用实例137

7．9． 典型应用实例137

7．8．3．2． 再生137

7．8．4 ． 热斑、热带和热管137

7．9．3 ． Z403H催化剂应用实例138

7．9．2． Z409/Z405催化剂应用实例138

7．10．5．1 催化剂适用工艺条件139

7．10．5． CN-14催化剂使用方法139

7．10 ． 液态烃预转化催化剂139

7．10．1． 液态烃预转化制取富甲烷气139

7．10．2 ． 预转化催化剂的物化性质139

7．10．3． 预转化催化剂的技术指标139

7．10．4 ．预转化催化剂检验方法139

7．10．5．4． 投油运行140

7．10．5．3 催化剂的还原140

7．10．5．2． 催化剂的装填140

参考文献141

8．1．2 ． 平衡常数的计算142

8．1．1． 反应热的计算142

第8章 一氧化碳中（高）温变换催化剂142

8．1． 化学方程和热力学数据142

8．2． 主要物化性质143

8．1．3． CO的变换率和平衡变换率143

8．3 ． 催化剂的质量指标及检验方法144

8．2．2 ． 我国主要中变催化剂的物化性质144

8．2．1 主要化学组分及其作用144

8．3．1． 质量指标和检测条件145

8．4．1． 反应机理146

8．4． 动力学数据146

8．3．2． 几点应注意的问题146

8．5 ． 选用原则148

8．4．2． 动力学方程和反应速率常数148

8．5．1． 颗粒当量直径和催化剂床层活性149

8．5．2． 颗粒当量直径和通气压力降151

8．6．1． 装填152

8．6 ． 中变催化剂的装填、还原、放硫和钝化152

8．5．3 ． 催化剂的本体含硫量152

8．5．4． 原料气净化情况152

8．6．2． 还原153

8．6．2．1． 还原过程中的主要反应和可能发生的其他反应154

8．6．2．2． 还原方法和工艺条件155

8．6．3．1． 催化剂中硫化物的主要形态157

8．6．3． 放硫157

8．6．2．3． 还原过程中超温事故的分析157

8．6．3．2． 放硫过程的动力学160

8．6．4 ． 钝化161

8．6．3．3 ． 怎样加快工业放硫过程161

8．6．4．1． 钝化后的催化剂还要再用162

8．7．1． 温度163

8．7． 政党操作条件163

8．6．4．2 ． 钝化后的催化剂不再用报废163

8．7．2． 压力164

8．7．3． 蒸汽/干气比值165

8．7．4． 短期或长期停车166

8．8．2．1．大型氨厂的情况167

8．8．2 ． 催化剂床层通气压力降异常快速增长，同时床层活性异常快速下降167

8．8 ． 某些事故的原因和处理167

8．8．1． 热水饱和塔放出红水和红色沉淀物167

8．8．2．2． 中、小型氨厂170

8．8．3．1．进气中O2和H2S大幅度波动171

8．8．3．催化剂破碎和粉化171

8．8．3．3 ． 冷凝水使催化剂粉化172

8．8．3．2 ． 升、降压速度太快172

8．8．4．1．硫化合物173

8．8．4． 催化剂中毒173

8．8．4．2．氧化合物174

8．9．1． 烃类蒸汽转化的大型氨厂175

8．9．典型应用实例175

8．8．4．3．砷和磷化合物175

8．9．2 ． 以煤为原料的中、小型氨厂176

参考文献178

9．1．2． 变换反应的平衡常数和变换率179

9．1．1． CO低温变换反应方程式和热效应179

第9章 CO低温变换催化剂179

9．1 ． CO低温变换反应方程式及势力学数据179

9．2．1．2． 铜基低变催化剂主要组分的作用180

9．2．1．1． 铜基低弯催化剂的化学组成180

9．1．2．1． 根据气体中CO%计算180

9．1．2．2． 根据气体中CO2%计算180

9．2． 低温变换催化剂的组成和主要物化性质180

9．2．1． 化学组成和主要组分的作用180

9．2．1．3． 低变催化剂的配方182

9．2．2． 铜基低变催化剂的物理结构简况与特性183

9．3．1． 质量指标184

9．3 ． 低变催化剂的质量指标及检测方法184

9．2．2．1． 物理结构简况184

9．2．2．2． 低变催化剂的特性184

9．4． CO低温变换反应动力学185

9．3．2 ． 检测方法185

9．4．2． 低变反应机理186

9．4．1． 低变动力学发展概括186

9．5． 低变催化剂的选用原则与低变炉的设计187

9．4．3． 低变反应动力学方程187

9．5．2．1． 进出口气体温度的确定188

9．5．2 ．低变炉的设计188

9．5．1． 低变催化剂的选用原则188

9．6．1．2 按顺序均匀装填190

9．6．1．1． 装填准备工作190

9．5．2．2． 催化剂用量的确定190

9．6 ． 催化剂的装填和还原190

9．6．1． 催化剂的装填190

9．6．2． 低变催化剂的还原191

9．6．2．1 ． 升温还原过程的化学反应与热效应192

9．6．6．2． 还原动力学性质193

9．6．6．3． 还原条件的选择196

9．7．1．操作温度197

9．7．低变催化剂的适宜使用条件和使用寿命197

9．6．2．4 ． 还原方案197

9．7．1．3． 露点198

9．7．1．2 ． 烧结老化198

9．7．1．1． 副反应198

9．7．3．1． 影响使用寿命的主要因素199

9．7．3． 低变催化剂的使用寿命199

9．7．2． 操作压力和空速199

9．7．3．3． 低变催化剂活性衰退的后果200

9．7．3．2． 低弯催化剂活性衰退的标志200

9．7．4．1． 选用优质低变催化剂205

9．7．4． 延长催化剂使用寿命的措施205

9．7．3．4． 损害低变催化剂活性的主要因素205

9．7．4．3 ． 防卤素206

9．7．4．2． 防硫206

9．7．4．6． 防脱碳碱液浸泡207

9．7．4．5． 防床层超温烧结207

9．7．4．4． 防水汽冷凝207

9．7．4．10 催化剂的再生208

9．7．4．9 ． 优化催化剂的装填工作208

9．7．4．7． 防床层污染堵塞208

9．7．4．8． 稳定工艺操作条件208

9．7．6．1 ． 催化剂的钝化209

9．7．6． 催化剂的钝化、停车、开车、卸出209

9．7．5． 低变催化剂的更换原则209

9．7．5．1． 要从全系统作经济效益分析209

9．7．5．2 ．及时估算催化剂的使用寿命209

9．8．1．1．还原时床层超温的可能原因210

9．8．1． 低变催化剂还原时床温骤升210

9．7．6．2． 低变炉的停车210

9．7．6．3． 低变炉的开车210

9．7．6．4． 催化剂的卸出210

9．8 ． 常见事故的原因判断及预防处理210

9．8．2．1．出口CO含量偏高的可能原因211

9．8．2．低变出口CO含量偏高211

9．8．1．2．预防处理措施211

9．9．1．2．升温还原212

9．9．1．1．B204型催化剂的装填212

9．8．2．2．预防处理措施212

9．8．3．床层阻力大增212

9．8．3．1．床层阻力大增的可能原因212

9．8．3．2．预防处理措施212

9．9．典型应用实例212

9．9．1．B204型低变催化剂在A厂使用情况212

9．9．2．B型催化剂在B厂使用情况213

9．9．1．4．4年半的使用情况213

9．9．1．3．导气升压213

9．9．3．3．性能稳定，增产节能效果明显215

9．9．3．2．升温脱水期短而还原容易215

9．9．3．B205型低变催化剂在大型氨厂的使用情况215

9．9．3．1．组合装填、使用效果良好215

参考文献216

10．1．宽变催化剂的组成和特性218

第10章 宽温（耐硫）变换催化剂218

10．3．质量标准与检验方法219

10．2．宽变催化剂的主要物化性质219

10．4．宽变催化剂的动力学方程220

10．5．2．双低变流程221

10．5．1．中弯串低变221

10．5．宽变催化剂的选用原则221

10．6．宽弯催化剂的装填、硫化、停车、钝化与再生222

10．5．3．全低变流程222

10．6．1．催化剂的装填与开车前的准备223

10．6．2．1．硫化反应与热效应224

10．6．2．催化剂的硫化224

10．6．2．3．硫化方法225

10．6．2．2．硫化条件225

10．6．4．催化剂的钝化与卸出227

10．6．3．停车与再开车操作227

10．6．2．4．硫化过程中不正常情况的处理227

10．7．1．温度、汽气比等对宽弯催化剂变换率的影响228

10．7．宽变催化剂的正常使用条件228

10．6．5．催化剂的再生228

10．7．2．反硫化与最低H2S含量229

10．7．3．正常操作注意事项230

10．8．1．宽变催化剂的失活231

10．8．常见事故的原因、判断及其处理231

10．9．宽变催化剂的典型应用实例232

10．8．2．铜洗带液232

参考文献234

11．1．2．平衡浓度的计算236

11．1．1．甲烷化反应的热效应236

第11章 甲烷化催化剂236

11．1．化学反应方程式及热力学数据236

11．2．主要物化性质237

11．3．质量指标及检验方法238

11．4．2．扩散阻滞作用239

11．4．1．反应速率239

11．4．反应动力学239

11．5．1．选择催化剂的基本原则240

11．5．选用原则240

11．4．3．CO与CO2的甲烷化240

11．6．2．催化剂的活化（还原）241

11．6．1．催化剂的装填241

11．5．2．甲烷化反应器241

11．5．3．催化剂的选择241

11．6．装填、活化与停车241

11．6．2．2．升温还原的操作242

11．6．2．1．温度、压力等因素对还原的影响242

11．6．2．3．加快还原过程的方法243

11．6．3．停车与再活化244

11．7．1．2．操作压力245

11．7．1．1．操作温度245

11．7．正常使用条件245

11．7．1．温度、压力等操作条件对催化剂性能的影响245

11．7．1．4．气体组成246

11．7．1．3．操作空速246

11．7．2．2．硫等毒物对催化剂性能的影响247

11．7．2．1．硫中毒机理247

11．7．2．催化剂中毒247

11．7．2．3．对入口气中H2S浓度的要求248

11．7．3．正常操作条件249

11．7．2．4．预防硫中毒的一些措施249

11．8．5．甲烷化炉出口微量非正常地上涨251

11．8．4．催化剂床层热点迅速下移，催化剂使用寿命仅几个月251

11．8．常见事故原因判断及处理251

11．8．1．飞温事故251

11．8．2．催化剂床层温度突然降低下来251

11．8．3．甲烷化炉温升高于正常值251

11．9．2．催化剂升温还原252

11．9．1．催化剂装填252

11．9．使用实例252

11．10．1．反应特点253

11．10．代用天然气和城市煤气253

11．9．3．使用情况253

11．10．3．1Lurgi煤制代用天然气工艺254

11．10．3．以煤为原料制取代用天然气及城市煤气254

11．10．2．以油为原料制取代用天然气254

11．10．3．3．直接甲烷化制中热值城市煤气255

11．10．3．2．ICI一次通过甲烷化的工艺过程255

11．10．4．国内煤气甲烷化研究概况257

11．10．4．1．常压水煤气部分甲烷化工艺257

11．10．4．3．耐硫甲烷化制城市煤气258

11．10．4．2．常压耐高温煤气甲烷化工艺258

参考文献259

12．1．1．氨合成反应的化学平衡260

12．1．氨合成热力学基础260

第12章 氨合成催化剂260

12．1．2．氨合成反应热效应261

12．2．1．化学组成263

12．2．氨合成催化剂化学组成及主要特性263

12．2．2．主要特性265

12．3．1．氨合成催化剂质量标准266

12．3．氨合成催化剂质量标准及检验方法266

12．3．2．氨合成催化剂检验方法267

12．4．1．本征动力学268

12．4．氨合成动力学特征268

12．4．2．宏观动力学269

12．5．1．型号选择271

12．5．氨合成催化剂选用原则271

12．5．2．粒度选择273

12．6．1．装填275

12．6．装填、还原和钝化275

12．6．2．1．催化剂在还原过程中的物理化学变化278

12．6．2．还原278

12．6．2．2．还原过程动力学279

12．6．2．3．还原过程影响因素281

12．6．2．4．升温还原操作285

12．6．2．5．预还原氨合成催化剂升温活化287

12．6．3．2．中压钝化操作实例289

12．6．3．1．低压钝化操作实例289

12．6．3．停车与退出289

12．7．1．1．进口温度的控制290

12．7．1．催化剂热稳定性的维护290

12．7．使用操作290

12．7．1．2．热点温度的维护291

12．7．2．防止催化剂中毒292

12．7．1．3．绝热层温升的监测与保护292

12．7．3．氢氮比和惰性气含量的控制294

12．7．4．催化剂寿命295

12．8．1．3．催化剂床层同平面温差大297

12．8．1．2．温度计指示失灵297

12．8．事故判断及处理297

12．8．1．还原操作中一些故障的判断与处理297

12．8．1．1．电加热炉、开工加热炉故障297

12．8．2．3．催化剂层温度急剧下降298

12．8．2．2．塔温大幅度波动298

12．8．1．4．循环机故障298

12．8．2．日常操作中事故判断及处理298

12．8．2．1．催化剂层同平面温差过大298

12．8．2．7．冷管换热轴向合成塔内件损坏而出现的不正常现象299

12．8．2．6．铜液带入催化剂层299

12．8．2．4．含氧毒物超标引起催化剂暂时中毒299

12．8．2．5．液氨带入合成塔299

12．9．应用实例300

12．9．2．B厂301

12．9．1．A厂301

12．9．4．D厂302

12．9．3．C厂302

12．9．5．E厂304

参考文献306

12．9．6．F厂306

13．1．2．平衡常数308

13．1．1．可能发生的反应308

第13章甲醇合成催化剂308

13．1．化学反应方程式及热力学数据308

13．2．主要物化性质310

13．1．3．反应热效应310

13．3．质量指标及检验方法311

13．4．1．反应速率312

13．4．动力学数据312

13．5．1．甲醇合成塔313

13．5．选用原则313

13．4．2．扩散阴滞效应313

13．4．3．CO2的作用313

13．5．2．催化剂的选择314

13．6．3．停车315

13．6．2．催化剂的活化315

13．6．装填、活化与停车315

13．6．1．催化剂的装填315

13．7．1．2．压力的影响317

13．7．1．1．温度的影响317

13．7．正常使用条件317

13．7．1．操作系统对催化剂性能的影响317

13．7．1．4．气体组成的影响318

13．7．1．3．空速的影响318

13．7．2．1．烃（主要是甲烷与石蜡）的生成319

13．7．2．催化剂的选择性319

13．7．2．3．酯的生成320

13．7．2．2．高级醇的生成320

13．7．3．1．催化剂中毒321

13．7．3．催化剂的使用寿命321

13．7．2．4．醚的生成321

13．7．2．5．醛酮的生成321

13．7．3．2．热老化323

13．7．3．4．开停车频繁324

13．7．3．3．催化剂的强度324

13．9．1．1．合成塔的结构（1号联醇塔）325

13．9．1．C207催化剂在A厂中的使用325

13．8．常见事故原因判断及处理325

13．8．1．合成塔温度急剧上升325

13．8．2．合成塔温度急剧下降325

13．9．使用实例325

13．9．3．1．催化剂的装填326

13．9．3．C301-1催化剂在C厂中的使用326

13．9．1．2．催化剂装填326

13．9．2．3．生产操作情况326

13．9．2．4．技术经济效果326

13．9．3．3．生产运行情况327

13．9．3．2．升温还原327

13．9．3．4．使用效果比较328

13．9．4．3．催化剂的运行329

13．9．4．2．催化剂的升温还原329

13．9．4．CNJ202催化剂在D厂中的使用329

13．9．4．1．催化剂的装填329

参考文献330

14．1．化学反应方程和热力学数据331

第14章 硫酸生产用钒催化剂331

14．1．2．平衡常数332

14．1．1．反应热的计算332

14．1．3．平衡转化率333

14．3．1．质量指标和检验条件335

14．3．质量指标及检验方法335

14．2．钒催化剂主要物化性质335

14．2．1．SO2氧化催化剂的发展和现状335

14．2．2．我国钒催化剂主要物化性质335

14．4．动力学数据337

14．3．2．活性检验方法及应注意的几点337

14．5．选用原则339

14．4．4．工业反应器工艺设计339

14．4．1．反应机理339

14．4．2．动力学方程和反应速率常数339

14．4．3．最快反应温度线339

14．5．2．环形钒催化剂340

14．5．1．低温钒催化剂340

14．5．4．通气压力降341

14．5．3．球形和“梅花”或“雏菊”形催化剂341

14．6．装填、活化和再生343

14．6．2．活化和开车344

14．6．1．催化剂的装填344

14．7．正常使用条件345

14．6．3．催化剂再生和废催化剂处理345

14．7．1．操作温度347

14．7．4．卸出催化剂的颜色问题349

14．7．3．停车和卸出催化剂349

14．7．2．操作压力349

14．8．1．1．焙烧含碳硫铁矿的影响352

14．8．1．转化率远低于设计值或本厂通常正常操作的数值352

14．8．常见不正常情况的原因及处理352

14．8．1．3．某一段△x低 但△t高353

14．8．1．2．各反应段△xl均下降353

14．8．2．2．氟及其化合物354

14．8．2．1．砷及其化合物354

14．8．2．有害毒物的影响354

14．8．2．3．酸雾与矿尘355

14．9．1．两转两吸流程356

14．9．典型应用实例356

14．9．2．一转一吸流程358

参考文献360

15．1．2．主要物化性质361

15．1．1．化学反应方程式及热力学数据361

第15章 氨氧化制硝酸催化剂361

15．1．铂催化剂361

15．1．3．2．检验方法362

15．1．3．1．质量指标362

15．1．3．质量指标及检验方法362

15．1．4．动力学数据364

15．1．5．选用原则365

15．1．6．2．铂网的活化366

15．1．6．1．铂网的安装366

15．1．6．装填、活化和再生366

15．1．7．2．反应温度367

15．7．正常使用条件367

15．1．6．3．铂网的再生367

15．1．6．4．铂网的所废标准367

15．1．9．典型应用实例368

15．1．8．常见事故原因判断及处理368

15．1．7．3．气体组成368

15．1．7．4．气流速度368

15．2．非铂催化剂369

15．2．3．质量指标及检验方法370

15．2．2．催化剂的物化性质370

15．2．1．化学反应方程式及热力学数据370

15．2．5．1．催化剂的装填371

15．2．5．装填、活化和再生371

15．2．3．1．催化剂的质量指标371

15．2．3．2．催化剂质量检验方法371

15．2．4．催化剂选用原则371

15．2．6．正常使用条件372

15．2．5．3．催化剂的再生372

15．2．5．2催化剂的起燃372

15．3．铂尘捕集网373

15．2．8．典型应用实例373

15．2．7．常见事故原因判断及处理373

15．3．1．1．铂损失机理374

15．3．1．铂损失机理及钯捕集铂尘原理374

15．3．1．2．钯捕集铂尘原理376

15．4．3．1．质量指标377

15．3．3．质量指标及检验方法377

15．3．2．铂尘捕集网的物化性质377

15．3．5．2．捕集网的钝化378

15．3．5．1．捕集网的安装378

15．3．3．2．检验方法378

15．3．4．选用原则378

15．3．4．1．综合法生产流程的选择378

15．3．4．2．中压法生产流程的选择378

15．3．5．装填和钝化378

15．3．8．典型应用实例379

15．3．7．常见事故原因判断及处理379

15．3．6． 正常使用条件379

参考文献380

16．1．制氮催化剂381

第16章其他化肥生产用催化剂381

16．1．3．质量指标及检验方法382

16．1．2．催化剂的物化性质382

16．1．1．化学反应方程式及热力学数据382

16．1．4．催化剂选用原则383

16．1．3．2．D201Q制氮催化剂企业标准383

16．1．3．1．D101Q制氮催化剂企业标准383

16．1．8．典型应用实例384

16．1．7．常见事故原因判断及处理384

16．1．5．装填、活化和再生384

16．1．5．1．一段炉催化剂的装填384

16．1．5．2．二段炉与脱氧器催化剂的装填384

16．1．5．3．催化剂的活化、再生与回收384

16．1．6．正常使用条件384

16．2．1．化学反应方程式及热力学数据385

18．2．一氧化碳选择性氧化催化剂385

16．2．2．催化剂的物化性质386

16．2．5．装填、活化与再生387

16．2．4．动力学数据387

16．2．3．质量指标及检验方法387

16．2．3．1．Y101型催化剂质量检验方法387

16．2．5．3．催化剂的再生388

16．2．5．2．催化剂的还原活化388

16．2．5．1．催化剂的装填388

16．2．6．4．反应氧比389

16．2．6．3．反应空速389

16．2．6．正常使用条件389

16．2．6．1．反应温度389

16．2．6．2．反应压力389

16．2．8．典型应用实例390

16．2．7．3．氧比控制不当390

16．2．6．5．原料气含水量390

16．2．7．常见事故原因判断及处理390

16．2．7．1．气流分布不匀390

16．2．7．2．系统积水390

16．3．4．动力学数据391

16．3．3．质量指标及检验方法391

16．3．硫回收催化剂391

16．3．1．化学反应方程式及热力学数据391

16．3．2．催化剂的物化性质391

16．3．5．催化剂选用原则392

16．3．7．正常使用条件393

16．3．6．3．催化剂的再生393

16．3．6．装填、活化和再生393

16．3．6．1．催化剂的装填393

16．3．6．2．催化剂的升温活化393

16．4．硝酸尾气处理催化剂394

16．3．9．典型应用实例394

16．3．8．常见事故原因判断及处理394

16．4．3．2．检验方法395

16．4．3．1．质量指标395

16．4．1．化学反应方程式及热力学数据395

16．4．2．催化剂的物化性质395

16．4．3．质量指标及检验方法395

16．4．4．动力学数据396

16．4．6．4．燃料比397

16．4．6．3．尾气空速397

16．4．5．装填与活化397

16．4．5．1．催化剂的装填397

16．4．5．2．催化剂的升温活化397

16．4．6．正常使用条件397

16．4．6．1．操作压力397

16．4．6．2．操作温度397

16．4．8．典型应用实例398

16．4．7．2．气体中杂质影响398

16．4．7．常见事故原因判断及处理398

16．4．7．1．设备故障398

16．5．3．质量指标及检验方法399

16．5．2．催化剂的物化性质399

16．5．二氧化碳脱氢催化剂399

16．5．1．化学反应方程式及热力学数据399

16．5．4．3．催化剂的再生400

16．5．4．2．催化剂的开车活化400

16．5．3．1．活性检验方法400

16．5．3．2．点压碎强度测定400

16．5．4．装填、活化和再生400

16．5．4．1．催化剂的装填400

16．6．分子筛干燥剂401

16．5．6．典型应用实例401

16．5．5．正常使用条件401

16．5．5．1．操作压力401

16．5．5．2．操作温度401

16．5．5．3．气体空速401

16．5．5．原料二氧化碳气组成要求401

16．6．2．干燥用分子筛的物化性质402

16．6．1．分子 筛的品种与特性402

16．6．3．质量指标及检验方法403

16．6．6．1．分子筛的装填404

16．6．6．装填、活化和再生404

16．6．4．动力学数据404

16．6．5．分子筛的选用原则404

16．6．7．3．石油裂解气的干燥405

16．6．7．2．天然气的干燥405

16．6．6．2．分子筛的活化与再生405

16．6．7．正常使用条件405

16．6．7．1．空气的干燥405

参考文献406

16．6．7．4．氢及稀有气体干燥406

附表1-2 298．15K时某些元素及化合物的热力学性质407

附表1-1 常见元素原子量407

附录1 有关数据附表407

附表1-3 某些气体在不同压力下的速度系数408

附表1-5 催化剂还原时所释放的热409

附表1-4 氨厂催化剂比热409

附表1-8 羰基硫水解反应平衡常数410

附表1-7 氨及甲醇制造中各反应之平衡常数410

附表1-6 催化剂氧化时所释放的热410

附表1-11 甲烷蒸汽转化反应平衡常数411

附表1-10 氧化锌吸收硫反应平衡常数411

附表1-9 有机硫水解与氢解平衡常数411

附表1-12（1） 一氧化碳变换反应平衡常数414

附表1-13 甲烷化反应平衡常数416

附表1-12（2） 一氧化碳歧化反应平衡常数416

附表1-14 氨合成反应平衡常数417

附表1-16 不同压力与汽/干气比时的露点418

附表1-15 甲醇合成反应平衡常数418

附表1-17 以天然气为原料时不同温度与汽气比下变换反应的CO平衡含量419

附表1-18 以重油为原料时不同温度与汽气比下变换反应的CO平衡含量421

附表1-19 以块煤为原料时不同温度422

附表1-20 以煤球为原料时不同温度与汽气比下变换反应的CO平衡含量424

附表1-21 常用干式脱硫方法比较425

附表1-14 化肥厂用标准气品种、规格及批准提供单位426

附表1-23 铂网的物化数据426

附表1-22 国内中型氨厂原料状况426

附表1-25 四氧化三铁硫化反应的平衡常数428

附表2-1 化肥催化剂行业获质量奖情况（1979~1980）429

附录2 化肥催化剂优质产品目录429

附表3-1 国外钴钼加氢转化催化剂432

附录3 国外主要化肥催化剂牌号及性能简介432

附表3-2 国外镍钼加氢转化催化剂433

附表3-3 国羰基硫水解催化剂434

附表3-4 国外氧化锌脱硫剂435

附表3-6 国外活性炭脱硫剂436

附表3-5 国外氧化铁脱硫剂436

附表3-8 国外脱砷剂437

附表3-7 国外脱氯剂437

附表3-9 国外脱氧剂438

附表3-10 国外天然气一段转化催化剂440

附表3-11 国外石脑油转化催化剂442

附表3-12 国外二段转化催化剂443

附表3-13 国外烃类部分氧化催化剂445

附表3-14 国外铁铬系高温变换催化剂446

附表3-15 国外钴钼系宽温耐硫变换催化剂447

附表3-16 国外低温变换催化剂448

附表3-17 国外甲烷化催化剂449

附表3-18 合成管道煤气制造用甲烷化催化剂450

附表3-19 国外氨合成催化剂451

附表3-20 国外高压甲醇合成452

附表3-21 国外低压甲醇合成催化剂453

附表3-22 国外SO2氧化制硫酸催化剂454

附表3-23 国外硝酸生产用铂网催化剂456

附表3-25 国外硝酸尾气处理催化剂457

附表3-24 国外硝酸生产用铂捕集网457

附表3-26 国外克劳斯法硫回收催化剂458

附表3-27 国外尿素生产用CO2脱氢催化剂459

附录4-2 手册460

附录4-1 多卷本参考书460

附录4 有关化肥催化剂的参考书目460

附录4-7 工业催化剂参考书461

附录4-6 催化剂物化性质测定参考书461

附录4-3 一般催化理论参考书461

附录4-4 多相催化反应参考书461

附示4-5 动力学参考书461

附录4-9 有关合成氨工艺主要参考书462

附录4-8 催化剂制备参考书462

附录4-11 与催化有关的期刊463

附录4-10 有关催化专业性期刊463

附录5 主要化肥催化剂生产企业介绍及获质量奖的产品名单464