予備水素化触媒の寿命が短くなる原因は何ですか？予備水素化触媒の使用寿命を延ばすにはどうすればよいですか？

Thread Content

予備水素化触媒の寿命が短くなる原因には、(1)反応器温度が過度に高いこと、(2)供給原料の乾燥点が高すぎること、(3)供給原料の空間速度が低すぎること、(4)循環ガス中の水素純度が低く、水素分圧が低下すること、(5)水素対油比が低すぎることなどがある。 予備水素化触媒の使用寿命を延ばすためには、触媒のコーク化によって使用寿命が短くなる原因となる上記5つの主要因を許容範囲内に抑える必要がある：(1)反応温度の制御 いかなる場合でも、要求される脱硫率および脱窒率を達成するのに必要な最低値に反応温度を維持しなければならない。反応温度を上げるとコークの生成速度が上がり、その結果、再生間の運転時間が短縮される。同様に、供給量を変更すると反応温度も変化するため、一般的な方法は供給量を減らす前にまず反応温度を下げるか、または温度を上げる前にまず供給量を増やすことである。 (2)原料の留出範囲を制御する　原料の乾点が上昇した場合。硫黄や窒素の含有量が増加するため、除去するにはより高い温度が必要となる。一方、重質分のフィードにはコークス母体が多く含まれており、触媒の炭化を促進する。したがって、原料の留出範囲をしっかり管理し、乾点が高すぎる物質が反応器に入らないようにしなければならない。 (3)供給速度の制御 供給量が大幅に減少すると、原料油の反応器内での滞留時間（仮反応時間）が長くなり、コークスの生成量が増加する；同時に、供給量（すなわち空速）が低すぎると、流体力学的要因が複雑になり、反応器内の流体の分布が不均一になって側壁付近での気流が発生するなどし、触媒の利用率が低下する。これを補うためにより高い反応温度が必要となり、結果として炭素沈着がさらに進み、触媒の寿命が短くなる。このような状況を避けるため、通常は供給量を設計値の70％未満にしないよう求められます。 (4)水素純度（水素分圧）の制御 水素純度（水素分圧）が低下すると、水素化反応は効果的に進行せず、コークの生成傾向が強まり、触媒の活性も低下する。そのため、運転員は反応温度を上げて補うしかなく、問題はさらに深刻化する。触媒の使用寿命を延ばし、コークスの生成をできるだけ減らすために、装置を水素純度が70％（モル）未満の条件で稼働させるべきではない。システムの水素純度を高めるには、補充水素の純度を向上させるか、（または）より多くの新規水素を供給することによって可能な限り対処すべきである。 (5)適切な水素・油比の制御 適切な水素・油比は、触媒の使用寿命を確保するための基本条件である。装置が水素/油比の設計値よりも低い条件で運転されると、触媒層および加熱炉の管壁温度が上昇し、それによってコークの生成が促進される。水素ガスの供給が途絶えることは、さらに非常に危険です。したがって、通常は水素/油比が所定の最小値に達した場合、加熱炉を停止して冷却するか、その他の緊急措置（インターロック）を講じるべきである。