【一問一答 第040題】2016.05.30

二層触媒は一層より量が多く、反応が激しく発熱量も大きく、また二層の入口温度は一層より高い

原因：1、冷却水の供給停止； 2、冷たい水素の純度が低すぎる 3、温度計が故障している

　　①水素化反応は発熱反応であるため、反応の結果として反応物の温度が上昇する。反応による温度上昇の計算方法は次の通りです：温度上昇＝反応器内の最も高い位置の温度－反応器入口の温度。反応による温度上昇は、原料の性質の良し悪しや水素化の程度を直接的に反映します。したがって、温度上昇は一定の範囲内に抑える必要があり、温度上昇が過度になると触媒層の焼結を引き起こし、触媒が損傷し、深刻な場合には装置が破壊されます。温度上昇は、循環水素量の増加や冷却水素の使用などによって調整でき、必要に応じて反応温度を下げることもできる。 　　②反応温度上昇の影響要因：a.原料油の性質変化（ブロム価、硫黄・窒素含有量など）；b.原料中の水分含有（温度上昇が低下）；c.反応原料の供給量の変化；d.空間速度の変化（空間速度が増加すると温度上昇が増大）；e.反応器入口温度の変動；f.反応器内の乱流や熱交換器の短絡（温度上昇が低下）；g.触媒のコーク化、汚染、または活性の低下（温度上昇が低下）；h.システム圧力の変化（圧力が増加すると温度上昇が増大）；i.循環水素の量または純度の変化（純度が上昇すると温度上昇が低下し、流量が上昇すると温度が低下）；j.新規水素の流量または純度の変化（純度または流量が上昇すると温度上昇が増大）；k.急冷水素の量の変化（急冷水素の量が増加すると温度上昇が低下）。 　　③対処方法：a.タンクエリアに連絡し、反応用原料の組成を調整する。長時間調整しても改善しない場合は、装置の循環操作を強化する；b.原料の脱水を強化する；c.反応用原料の量に応じて反応器入口温度を調整する；d.供給量の安定を確保する；e.加熱炉の運転を強化し、反応器入口温度を安定させる；f.生成油の性質に応じて、停止して処理するかどうかを判断する；g.反応器入口温度を上昇させても温度上昇が顕著でない場合は、製品の性質に応じて、停止して触媒の再生または交換を行うかどうかを判断する；h.システム圧力を安定させる；i.循環水素流量を安定させる；j.新水素流量を安定させる；k.急冷水素流量を安定させる。 　　④冷ヒドロゲンの使用：a.冷ヒドロゲンは反応熱を除去し、層内温度上昇を調節する重要な手段であり、冷ヒドロゲンを注入する主な目的は過度な温度上昇を防ぎ、触媒の使用寿命を延ばすことである；b.冷ヒドロゲンの注入量は、冷却が必要な程度に応じて決定される。冷たい水素が過剰になると、循環水素量が減少するだけでなく、反応器出口の物質の温度も過度に下がり、熱交換による熱回収が困難になり、装置のエネルギー消費が増加する。

一、1層での半径方向の温度差が大きいため、触媒に偏流や溝流などが生じ、反応が不十分となり、原料が2層に達して初めてより激しい反応が起こる。二、第一の反応器の温度が高くないため、反応はまだ最適な温度に達しておらず、第二の反応器に至って初めて温度が上昇し、激しい反応が始まる。

1層の反応が悪く、1層の入口温度が低い

2段反応器の触媒充填量に関連している