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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°C 125

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°C 126

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