申请/专利权人：神华集团有限责任公司;北京低碳清洁能源研究所

申请日：2017-08-22

公开（公告）日：2021-02-09

公开（公告）号：CN109425683B

主分类号：G01N31/10(20060101)

分类号：G01N31/10(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.02.09#授权;2019.04.12#实质审查的生效;2019.03.05#公开

摘要：本发明涉及应用催化剂的化学化工体系领域，公开了一种确定催化剂置换时间和比例的方法，包括：1确定催化剂的目标值：2进行降空速试验，3建立数学模型，4确定催化剂置换的时间和比例。本发明通过将试验和模型相结合的方式确定催化剂置换时间和比例的方法，不需要“卸出”和“加入”催化剂这种复杂的试验，而是通过简单的降空速试验，并在试验数据基础上建立数学模型的方法，既保证了模型的准确性，也无需对模型进行再次验证。

主权项：1.一种确定催化剂置换时间和比例的方法，该方法包括：1确定催化剂的目标值：包括确定催化剂的目标活性为X及该目标活性X所对应的初始工艺条件，所述初始工艺条件包括单位为h-1的空速SV0、单位为℃的温度T和单位为MPa的压力P；2进行降空速试验：a在步骤1中的所述初始工艺条件下进行催化反应t1小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y1％；b保持温度T和压力P不变，将空速SV0降低Z1％，使得空速为SV1，并且，在空速为SV1条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；c在温度T、压力P和空速SV1条件下继续进行催化反应t2小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y2％；d保持温度T和压力P不变，将空速SV1降低Z2％，使得空速为SV2，并且，在空速为SV2条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；e重复步骤c和步骤d，直至第n次将空速降低后获得的空速SVn小于空速SV0的S％时，结束试验；3建立数学模型：以第1次、第2次以及重复步骤c和步骤d而存在的第n次将空速降低且降低比例Z1％、Z2％和Zn％为因变量，以各个空速降低比例的相应置换时间t为自变量，建立空速变化与置换时间的数学模型，得到空速变化与置换时间的数学方程；4确定催化剂置换的时间和比例：将催化剂的置换时间t代入步骤3获得的数学方程，得到相应的Z％，该Z％等于以催化体系中的所有催化剂的总量为基准，相应的置换时间t时所需要置换的催化剂的比例；所述Y1％和Y2％，以及重复步骤c和步骤d而存在的Yn％分别为目标活性X第1次、第2次和第n次下降的比例，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0及小于100；所述空速SV0的S％的对应值介于所述催化剂所催化的反应体系的空速SV0和最低空速之间；所述X大于0％且小于等于100％；重复步骤c和步骤d至少一次，且所述n为大于等于3的整数。

全文数据：确定催化剂置换时间和比例的方法及置换催化剂的方法技术领域本发明涉及应用催化剂的化学化工体系领域，具体涉及一种确定催化剂置换时间和比例的方法以及涉及置换催化剂的方法。背景技术催化剂在反应器浆态床、流化床或固定床等反应器中经过一段时间的运转后，反应活性会下降，称之为“失活”。催化剂失活会影响化学反应的正常进行，为保持反应器的整体活性，当催化剂出现失活现象时，应该从反应器内卸出一部分旧的催化剂，然后再加入一部分新鲜的催化剂，但“卸出”和“加入”不能影响反应器的正常运转比如不宜通过停工来实现催化剂置换，即通过所谓的“催化剂置换”，来保证反应器整体活性性能满足要求。因此，何时开始替换时间以及替换多少催化剂比例就成了非常关键的问题。现有技术中为了解决前述问题一般采用如下两种方案：第一种是采用试验的方法，即在催化剂性能下降时开始在线置换，置换时间容易确定，但置换比例的确定只能进行大量的尝试性试验，存在工作量大的缺陷；而且，直接采用催化剂卸出和加入的方法对试验装置和操作要求很苛刻，试验成本高。第二种是采用数学模型的办法，根据催化剂已有的性能数据进行模拟，得到催化剂置换的数学模型，这种方法的缺点是严重依赖所选择模型的准确性，同时还需要进行试验以对模型进行验证。CN105199771A公开了一种浆态床反应器催化剂更换系统及方法，更换系统包括浆态床反应器、还原反应器和渣蜡搅拌釜，更换方法是采用催化剂定期更换与催化剂大量更换相结合的更换方法，催化剂定期更换具体为，催化剂每5天更换一次，每次更换催化剂数量为4.5吨，催化剂大量更换，为每月一次将连续两次还原好的催化剂一次加入浆态床反应器中，完成大量更换。但是该现有技术中确定的催化剂更换的时间和数量过于简单，只能应用于特定类型反应器浆态床反应器以及特定处理量的体系，方法的延展性和推广性差。CN101829526A公开了一种催化剂更换系统、催化剂更换方法以及具有该系统的精馏塔，更换系统包括催化剂过滤器F01、液体收集罐ZM02、催化剂装填罐ZM01、泵P01以及多个阀门，其中催化剂过滤器F01与精馏塔反应塔盘连通；液体收集罐ZM02与精馏塔反应塔盘气相连通同时与催化剂过滤器F01连通；催化剂装填罐ZM01存放新催化剂；泵P01用于将液体收集罐ZM02收集的液体泵送到催化剂过滤器F01，使新催化剂与液体混合，再泵送回精馏塔反应塔盘。该现有技术的优点是可以在不停车的前提下对催化剂进行更换，减少开停车次数。但是，该现有技术并未对如何确定催化剂置换的时间和比例进行描述，并且所描述的方法主要针对精馏塔反应体系，方法有一定的局限性。CN105817183A公开了一种光气合成塔催化剂更换时催化剂中光气快速脱除的方法。该方法采用先用氮气吹扫将吸附在光气合成塔催化剂活性炭中容易脱附的光气吹扫出来，再用氨气吹扫，氨气与光气合成塔催化剂中的较难脱附的光气反应除去。然后用水枪将光气合成塔冲洗后用热气体干燥。但是该方法仅适用于催化剂全部更换的体系，不能应用于部分催化剂置换的情况，而且主要针对光气合成塔，具有一定的局限性。CN1423688A公开了一种对向上流过加氢转化反应区的烃原料流进行加氢处理的方法，该方法包括如下步骤：a在反应压力的氢存在下，将烃原料流通入盛有颗粒状加氢处理催化剂的加氢转化反应区而使所述烃原料流开始向上流过所述催化剂并从中回收反应流出物；b对处理区内一定量的加氢处理催化剂进行硫化以产生硫化的催化剂；以及c往加氢转化反应区中添加至少一部分硫化的催化剂，同时在反应压力下保持反应区。该方法主要适用于以烃类为原料的加氢催化剂填充床、固定床和膨胀催化剂床等静态反应器中，应用体系受限。上述现有技术均着重于特定反应体系和特定处理量情况下催化剂置换方法的建立，并未对催化剂置换进行本质上的创新，没有能够建立普适性的确定催化剂置换时间和比例的方法。发明内容本发明的目的是为了克服现有技术的催化剂置换方法不具有普适性的缺陷，通过将试验和模型相结合的方式确定催化剂置换时间和比例的方法，不需要“卸出”和“加入”催化剂这种复杂的试验，而是通过简单的降空速试验，并在试验数据基础上建立数学模型的方法，这样既保证了模型的准确性，也无需对模型进行再次验证。为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种确定催化剂置换时间和比例的方法，该方法包括：1确定催化剂的目标值：包括确定催化剂的目标活性为X及该目标活性X所对应的初始工艺条件，所述初始工艺条件包括单位为h-1的空速SV0、单位为℃的温度T和单位为MPa的压力P；2进行降空速试验：a在步骤1中的所述初始工艺条件下进行催化反应t1小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y1％；b保持温度T和压力P不变，将空速SV0降低Z1％，使得空速为SV1，并且，在空速为SV1条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；c在温度T、压力P和空速SV1条件下继续进行催化反应t2小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y2％；d保持温度T和压力P不变，将空速SV1降低Z2％，使得空速为SV2，并且，在空速为SV2条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；e重复步骤c和步骤d，直至第n次将空速降低后获得的空速SVn小于空速SV0的S％时，结束试验；3建立数学模型：以第1次、第2次以及重复步骤c和步骤d而存在的第n次将空速降低且降低比例Z1％、Z2％和Zn％为因变量，以各个空速降低比例的相应置换时间t为自变量，建立空速变化与置换时间的数学模型，得到空速变化与置换时间的数学方程；4确定催化剂置换的时间和比例：将催化剂的置换时间t代入步骤3获得的数学方程，得到相应的Z％，该Z％等于以催化体系中的所有催化剂的总量为基准，相应的置换时间t时所需要置换的催化剂的比例；所述Y1％和Y2％，以及重复步骤c和步骤d而存在的Yn％分别为目标活性X第1次、第2次和第n次下降的比例，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0及小于100；所述空速SV0的S％的对应值介于所述催化剂所催化的反应体系的空速SV0和最低空速之间；所述X大于0％且小于等于100％；重复步骤c和步骤d至少一次，且所述n为大于等于3的整数。第二方面，本发明提供一种置换催化剂的方法，该方法包括：根据本发明第一方面所述的方法确定催化剂置换的时间和比例；以及根据所述时间和比例置换所述催化剂。本发明的上述确定催化剂置换时间和比例的方法具有普适性，通过简单的降空速试验，并在试验数据基础上建立数学模型就能够确定催化剂的置换时间和比例。本发明提供的确定催化剂置换时间和比例的方法具有准确度高的优势。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。如前所述，本发明的第一方面提供了一种确定催化剂置换时间和比例的方法，该方法包括：1确定催化剂的目标值：包括确定催化剂的目标活性为X及该目标活性X所对应的初始工艺条件，所述初始工艺条件包括单位为h-1的空速SV0、单位为℃的温度T和单位为MPa的压力P；2进行降空速试验：a在步骤1中的所述初始工艺条件下进行催化反应t1小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y1％；b保持温度T和压力P不变，将空速SV0降低Z1％，使得空速为SV1，并且，在空速为SV1条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；c在温度T、压力P和空速SV1条件下继续进行催化反应t2小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y2％；d保持温度T和压力P不变，将空速SV1降低Z2％，使得空速为SV2，并且，在空速为SV2条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；e重复步骤c和步骤d，直至第n次将空速降低后获得的空速SVn小于空速SV0的S％时，结束试验；3建立数学模型：以第1次、第2次以及重复步骤c和步骤d而存在的第n次将空速降低且降低比例Z1％、Z2％和Zn％为因变量，以各个空速降低比例的相应置换时间t为自变量，建立空速变化与置换时间的数学模型，得到空速变化与置换时间的数学方程；4确定催化剂置换的时间和比例：将催化剂的置换时间t代入步骤3获得的数学方程，得到相应的Z％，该Z％等于以催化体系中的所有催化剂的总量为基准，相应的置换时间t时所需要置换的催化剂的比例；所述Y1％和Y2％，以及重复步骤c和步骤d而存在的Yn％分别为目标活性X第1次、第2次和第n次下降的比例，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0及小于100；所述空速SV0的S％的对应值介于所述催化剂所催化的反应体系的空速SV0和最低空速之间；所述X大于0％且小于等于100％；重复步骤c和步骤d至少一次，且所述n为大于等于3的整数。需要特别说明的是，本发明的第n次是位于第1次和第2次之后的顺序次数，而对应的第n次时，催化剂的活性相对于所述目标活性X下降至少Yn％，以及对应空速降低比例为Zn％。采用本发明前述的方法确定的催化剂的置换时间和对应的置换时间下的置换比例具有置信度高的优点，拟合度R2接近1。对于催化剂的目标活性X的确定，本领域技术人员能够根据催化剂的出厂性能以及所述催化剂所催化的反应体系的特点来确定，例如，当所述催化剂为应用于费托合成工业铁系催化剂时，根据本领域的操作习惯以及常规的催化剂的出厂性能，可以将对应催化剂的目标活性X确定为40～98％中的任意一个定值，将该定值作为最优活性值。对于目标活性X所对应的初始工艺条件，本领域技术人员根据催化剂所要催化的反应，以及目标活性X的值，能够确定一个适宜的初始工艺条件，通常，该初始工艺条件即为催化剂催化的相应反应的最佳工艺条件，当然，最佳工艺条件并不是唯一确定的值，本领域技术人员知晓的是，最佳工艺条件中的相关参数是可以在小范围内变化的。例如，当所述催化剂为应用于费托合成工业铁系催化剂，进行费托合成反应时，通常优选的反应温度T为220～300℃，优选的反应压力P为1.0～5.0MPa，优选的空速SV0为8000～20000h-1。因此，本领域技术人员为了确定该催化剂的置换时间及对应的置换比例，可以选择上述优选的反应温度、优选的反应压力以及优选的空速中的任意一个点值，只要能够使得催化剂的目标活性为前述确定的X即可。选择最佳工艺条件的意义主要是使得通过本发明的方法确定了置换时间和对应的置换比例的催化剂在相应的最佳工艺条件进行工作，从而使得能够通过本发明的方法在不同的置换时间确定合适的置换比例。对于催化剂的目标活性经过一定时间t1、t2等相对于目标活性X下降例如Y1％或Y2％或者Yn％的具体下降值的确定，本领域技术人员能够根据所述催化剂的出厂性能来确定，也就是说，在相应催化剂的实际应用过程中，通常情况下，催化剂的活性降低多大幅度的时候有必要置换一部分催化剂时，即可根据通常的这个降低幅度来确定前述的Y1％或Y2％或者Yn％的具体值。对于应用相应催化剂的本领域技术人员而言，这个值是容易确定的。并且，这也并不是一个定值，事实上，本领域技术人员可以在0～100％之间来任意地选择相应的值，只要本领域技术人员认为这种选择符合工业生产中需要考虑的各项利益即可。特别优选情况下，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0.1及小于50；更优选地，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0.5及小于20；更优选地，所述Y1、Y2和Yn相同，且大于1及小于10。更优选地，所述Y1、Y2和Yn相同，且大于1.2及小于5。例如，所述Y1、Y2和Yn可以为1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9和5.0中的任意一个值。如前所述，重复步骤c和步骤d的次数，直至第n次将空速降低后获得的空速SVn小于空速SV0的S％时，结束试验，而所述空速SV0的S％的对应值介于所述催化剂所催化的反应体系的空速SV0和最低空速之间。在此需要说明的是，对应于不同的催化剂及其相应的应用领域，都会有一个适宜的工艺条件范围，例如，针对前述所述的费托合成工业铁系催化剂，进行费托合成反应时，通常优选的反应温度T为220～300℃，优选的反应压力P为1.0～5.0MPa，优选的空速SV0为8000～20000h-1；那么，对于该催化反应体系，8000h-1的空速就相当于前述的最低空速，因为若空速更低时，单位时间内的产率就大幅度下降了，这是不符合工艺实际应用的；而空速SV0就相当于前述的20000h-1。在该例子中，空速SV0的S％的对应值就介于8000～20000h-1之间，也就是说，重复步骤c和步骤d，直至第n次将空速降低后获得的空速SVn小于预先确定的介于8000～20000h-1之间的任意一个值时，结束试验。事实上，本领域技术人员也可以综合考虑工业生产的实际效益来预先确定空速SVn小于8000～20000h-1之间的哪一个定值来确定试验结束的时间。在本发明的步骤3中，以第1次、第2次以及重复步骤c和步骤d而存在的第n次将空速降低且降低比例Z1％、Z2％和Zn％为因变量，以各个空速降低比例的相应置换时间t为自变量，建立空速与时间的数学模型，得到空速变化与时间的数学方程。该数学方程即为Z％与时间t的关系式。该方程中的时间t均是以降空速试验开始进行时为计时起点的。优选情况下，重复步骤c和步骤d至少两次，且所述n为大于等于4的整数。更优选地，重复步骤c和步骤d2～8次，且所述n为4～10的整数。优选情况下，所述催化剂为用于浆态床反应器、流化床反应器、移动床反应器、搅拌釜反应器和固定床反应器中的任意一种或者两种以上的催化剂。优选地，所述催化剂为用于费托合成反应、甲烷化反应、甲醇制烯烃反应、水煤气变换反应、合成气制甲醇反应、催化裂化反应、加氢催化反应、甲烷重整反应中的任意一种或者两种以上的催化剂。如前所述，本发明的第二方面提供了一种置换催化剂的方法，该方法包括：根据本发明第一方面所述的方法确定催化剂置换的时间和比例；以及根据所述时间和比例置换所述催化剂。本发明第二方面所涉及的方法确定催化剂置换的时间和比例的方法如本发明的第一方面所述，本发明在此不再赘述。以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中使用的原料在没有特别说明的情况下均为市售商品。实施例1：以费托合成工业铁系催化剂1205-N，浙江某催化剂厂生产为例1确定催化剂的目标值：一般来说，费托合成工业应用中要求催化剂活性X为60％，因此，根据工业要求而将本实施例的目标活性X设置为60％；催化剂活性X为60％时对应的最佳工艺条件之一为：空速SV0＝16000h-1，温度T＝265℃，压力P＝2.3MPa，因此选择该条件作为初始工艺条件；2进行降空速试验：a在步骤1中的所述初始工艺条件下进行催化反应，催化反应活性在保持了300ht1后活性降低了4％Y1％；b保持温度和压力不变，将空速SV0降低8％Z1％，使得空速下降为14720h-1SV1，并且，在空速为SV1条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性60％；c在265℃、2.3MPa和空速SV1条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了260ht2后活性又降低了4％Y2％；d保持温度和压力不变，将空速SV1降低10％Z2％，使得空速下降为13248h-1SV2，并且，在空速为SV2条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性60％；e在265℃、2.3MPa和空速SV2条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了210ht3后活性又降低了4％Y3％；f保持温度和压力不变，将空速SV2降低13％Z3％，使得空速下降为11526h-1SV3，并且，在空速为SV3条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性60％；g在265℃、2.3MPa和空速SV3条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了130ht4后活性又降低了4％Y4％；h保持温度和压力不变，将空速SV3降低17％Z4％，使得空速下降为9566h-1SV4，并且，在空速为SV4条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性60％；i在265℃、2.3MPa和空速SV4条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了80ht5后活性又降低了4％Y5％；j保持温度和压力不变，将空速SV4降低20％Z5％，使得空速下降为7653h-1SV5，并且，在空速为SV5条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性60％；此时，该SV5仅为SV0的48％S％，试验结束。3建立数学模型：以第1次、第2次以及重复步骤c和步骤d而存在的第3次、第4次以及第5次将空速降低且降低比例Z1％、Z2％、Z3％、Z4％和Z5％为因变量，以各个空速降低比例的相应置换时间t为自变量，建立空速变化与置换时间的数学模型，得到空速变化与置换时间的数学方程：Z％＝1.87×t10003-2.74×t10002+1.65×t1000-0.218，拟合度R2＝0.9998。4确定催化剂置换的时间和比例：将催化剂的置换时间t代入步骤3获得的数学方程，得到相应的Z％，该Z％等于以催化体系中的所有催化剂的总量为基准，相应的置换时间t时所需要置换的催化剂的比例；比如催化剂在320h时活性下降，需要置换催化剂，将t＝320代入方程中，得到Z％＝9.1％，即在320h时需要替换9.1％的催化剂。实施例2：以甲醇制烯烃工业催化剂MTO-6，山东某催化剂厂生产为例1确定催化剂的目标值：甲醇制烯烃催化剂活性X一般为82-92％，因此，根据工业要求而将本实施例的目标活性X设置为87％；催化剂活性X为87％时对应的最佳工艺条件之一为：空速SV0＝3.0h-1，温度T＝470℃，压力P＝0.1MPa，因此选择该条件作为初始工艺条件；2进行降空速试验：a在步骤1中的所述初始工艺条件下进行催化反应，催化反应活性在保持了40ht1后活性降低了2％Y1％；b保持温度和压力不变，将空速SV0降低2.1％Z1％，使得空速下降为2.94h-1SV1，并且，在空速为SV1条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性87％；c在470℃、0.1MPa和空速SV1条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了52ht2后活性又降低了2％Y2％；d保持温度和压力不变，将空速SV1降低2.8％Z2％，使得空速下降为2.85h-1SV2，并且，在空速为SV2条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性87％；e在470℃、0.1MPa和空速SV2条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了66ht3后活性又降低了2％Y3％；f保持温度和压力不变，将空速SV2降低4.2％Z3％，使得空速下降为2.73h-1SV3，并且，在空速为SV3条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性87％；g在470℃、0.1MPa和空速SV3条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了80ht4后活性又降低了2％Y4％；h保持温度和压力不变，将空速SV3降低5.8％Z4％，使得空速下降为2.58h-1SV4，并且，在空速为SV4条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性87％；i在470℃、0.1MPa和空速SV4条件下继续进行催化反应，催化反应活性在保持了100ht5后活性又降低了2％Y5％；j保持温度和压力不变，将空速SV4降低7.2％Z5％，使得空速下降为2.39h-1SV5，并且，在空速为SV5条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性87％；此时，该SV5仅为SV0的80％S％，试验结束。3建立数学模型：以第1次、第2次以及重复步骤c和步骤d而存在的第3次、第4次以及第5次将空速降低且降低比例Z1％、Z2％、Z3％、Z4％和Z5％为因变量，以各个空速降低比例的相应置换时间t为自变量，建立空速变化与置换时间的数学模型，得到空速变化与置换时间的数学方程：Z％＝0.00062×t-0.0066，拟合度R2＝0.9990。4确定催化剂置换的时间和比例：将催化剂的置换时间t代入步骤3获得的数学方程，得到相应的Z％，该Z％等于以催化体系中的所有催化剂的总量为基准，相应的置换时间t时所需要置换的催化剂的比例；比如催化剂在100h时活性下降，需要置换催化剂，将t＝100代入方程中，得到Z％＝5.54％，即在100h时需要替换5.54％的催化剂。由前述实施例可以证实，本发明提供的方法具有普适性的优点，通过将试验和模型相结合的方式确定催化剂置换时间和比例的方法，不需要“卸出”和“加入”催化剂这种复杂的试验，而是通过简单的降空速试验，并在试验数据基础上建立数学模型的方法，这样既保证了模型的准确性，也无需对模型进行再次验证。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

权利要求：1.一种确定催化剂置换时间和比例的方法，该方法包括：1确定催化剂的目标值：包括确定催化剂的目标活性为X及该目标活性X所对应的初始工艺条件，所述初始工艺条件包括单位为h-1的空速SV0、单位为℃的温度T和单位为MPa的压力P；2进行降空速试验：a在步骤1中的所述初始工艺条件下进行催化反应t1小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y1％；b保持温度T和压力P不变，将空速SV0降低Z1％，使得空速为SV1，并且，在空速为SV1条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；c在温度T、压力P和空速SV1条件下继续进行催化反应t2小时直至所述催化剂的活性相对于所述目标活性X下降Y2％；d保持温度T和压力P不变，将空速SV1降低Z2％，使得空速为SV2，并且，在空速为SV2条件下，所述催化剂的活性恢复至目标活性X；e重复步骤c和步骤d，直至第n次将空速降低后获得的空速SVn小于空速SV0的S％时，结束试验；3建立数学模型：以第1次、第2次以及重复步骤c和步骤d而存在的第n次将空速降低且降低比例Z1％、Z2％和Zn％为因变量，以各个空速降低比例的相应置换时间t为自变量，建立空速变化与置换时间的数学模型，得到空速变化与置换时间的数学方程；4确定催化剂置换的时间和比例：将催化剂的置换时间t代入步骤3获得的数学方程，得到相应的Z％，该Z％等于以催化体系中的所有催化剂的总量为基准，相应的置换时间t时所需要置换的催化剂的比例；所述Y1％和Y2％，以及重复步骤c和步骤d而存在的Yn％分别为目标活性X第1次、第2次和第n次下降的比例，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0及小于100；所述空速SV0的S％的对应值介于所述催化剂所催化的反应体系的空速SV0和最低空速之间；所述X大于0％且小于等于100％；重复步骤c和步骤d至少一次，且所述n为大于等于3的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，重复步骤c和步骤d至少两次，且所述n为大于等于4的整数。3.根据权利要求2所述的方法，其中，重复步骤c和步骤d2～8次，且所述n为4～10的整数。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0.1及小于50。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述Y1、Y2和Yn相同或不同，分别大于0.5及小于20。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述Y1、Y2和Yn相同，且大于1及小于10。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述Y1、Y2和Yn相同，且大于1.2及小于5。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述催化剂为用于浆态床反应器、流化床反应器、移动床反应器、搅拌釜反应器和固定床反应器中的任意一种或者两种以上的催化剂。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述催化剂为用于费托合成反应、甲烷化反应、甲醇制烯烃反应、水煤气变换反应、合成气制甲醇反应、催化裂化反应、加氢催化反应、甲烷重整反应中的任意一种或者两种以上的催化剂。10.一种置换催化剂的方法，该方法包括：根据权利要求1-9任一项述的方法确定催化剂置换的时间和比例；以及根据所述时间和比例置换所述催化剂。

百度查询： 神华集团有限责任公司;北京低碳清洁能源研究所 确定催化剂置换时间和比例的方法及置换催化剂的方法

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