甲醇催化劑說明書(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、 產(chǎn)品特點(diǎn)及用途KF104催化劑適用于甲醇重整制H2+CO2的反應(yīng)。它是以CUO為主體，ZnO.Al2O3為間隔體的銅鋅鋁系列催化劑。由于采用了新的共沉淀工藝技術(shù)，增加了新型助劑，因而其有效銅面積較大，活性及穩(wěn)定性都好，且孔融大、孔徑分布適宜。其各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果表明，本系列催化劑已處于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的領(lǐng)先地位。二、 產(chǎn)品主要使用條件使用溫度：210270(床層中部溫度)正常操作溫度：220260(床層中部溫度)操作壓力：2.5MPa液空速：1.2h-1原料中S含量：0.1×10-6原料中Cl-含量：0.01×10-6三、 采用標(biāo)準(zhǔn)本系列催化劑執(zhí)

2、行四川亞聯(lián)瑞興化工新型材料有限責(zé)任公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/-X.03-2011.四、 催化劑主要物理性質(zhì)和化學(xué)組分 KF104催化劑物理化學(xué)性能項(xiàng) 目 催化劑 KF104外觀黑色有金屬光澤圓柱體物理性質(zhì)直徑（mm)5±0.2 長(zhǎng)度（mm)46堆密度（Kg/L）1.21.35化學(xué)組分CuO(%)64±2 ZnO(%) 14±2Al2O3（%） 7.5±0.5五、 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)活性測(cè)定條件：壓力1.2MPa,床層中部溫度215，液空速：1 h-1，原粒度裝量75ml。原料組成：CH3OH 50，H2O 50。 KF104催化劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 催化劑 指標(biāo)名稱KF104活性（C

3、H3OH 轉(zhuǎn)化率）%90還原前（側(cè)壓）破碎平均強(qiáng)度長(zhǎng)型160短型130強(qiáng)度低于110N/cm的顆粒百分率%長(zhǎng)型10強(qiáng)度低于90N/cm的顆粒百分率%短型10六、 使用技術(shù)1、 轉(zhuǎn)化器的清洗和準(zhǔn)備（1） 將轉(zhuǎn)化器上下封頭拆下，檢查其質(zhì)量是否符合、要求，再將轉(zhuǎn)化器上下封頭、列管內(nèi)、管板上的鐵銹雜質(zhì)全部清除干凈，必要時(shí)可以進(jìn)行酸洗、水洗、再擦凈、吹干備用，要求無鐵銹，無雜質(zhì)。（2） 下封頭花板上放2層20目不銹鋼絲網(wǎng)。往花板上堆滿已經(jīng)吹洗干的制氫為直徑10mm20mm的氧化鋁瓷球，將瓷球上表面推平，要求瓷球上表面與下板面保持有10mm20mm的空間。（3） 仔細(xì)裝好下封頭，要求墊片必須用新的，保證一

4、次安裝成功，下封頭后的管線暫不裝。2、 催化劑裝填2.1 準(zhǔn)備（1）裝填前應(yīng)篩去細(xì)粉及碎片。（2）檢查檢修工具及防護(hù)用品是否齊全完好。（3）準(zhǔn)備好裝催化劑的量杯、漏斗、標(biāo)尺等工具。（4）對(duì)催化劑開桶進(jìn)行質(zhì)量檢查，用6目10目的鋼網(wǎng)篩將催化劑中的碎粉篩除備用。因運(yùn)輸、搬運(yùn)或庫存不當(dāng)受到污染或被水浸泡變質(zhì)的催化劑一般不能使用。只有確認(rèn)催化劑質(zhì)量符合要求后，才能裝入轉(zhuǎn)化器。2.2裝催化劑（1）用量杯、漏斗逐跟往反應(yīng)管內(nèi)裝催化劑，每裝200ml催化劑應(yīng)以標(biāo)尺量一次高度，保證每根反應(yīng)管內(nèi)催化劑數(shù)量、高度相等。（2）裝填時(shí)一定要慢并逐根加入，不能急于求成，以防止出現(xiàn)架橋現(xiàn)象，當(dāng)萬一出現(xiàn)架橋現(xiàn)象時(shí)應(yīng)做好標(biāo)記

5、，用吸附器將催化劑吸出再重新裝。（3）逐根裝完后，再檢查一遍有無漏裝，當(dāng)確認(rèn)無漏裝并已處理好架橋現(xiàn)象，再補(bǔ)充裝一遍，使每根管內(nèi)的催化劑至上管板平面。（4）對(duì)轉(zhuǎn)化器每根轉(zhuǎn)化管進(jìn)行吹掃，以除去裝填過程中產(chǎn)生的粉塵，裝好轉(zhuǎn)化器上蓋及管線，再仔細(xì)對(duì)轉(zhuǎn)化器進(jìn)行吹掃后裝好下封頭的管線。（5）裝好封頭后應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行試嚴(yán)、試漏。3、 裝填注意事項(xiàng)催化劑裝填至關(guān)重要，關(guān)系能否正常使用，因而要嚴(yán)格按以上要求進(jìn)行裝填，同時(shí)要注意：（1） 不要在陰雨天裝填，以免雨水浸泡或催化劑吸潮而降低活性、強(qiáng)度。（2） 催化劑裝填好后即進(jìn)行升溫還原。（3） 裝填結(jié)束后，應(yīng)記錄裝填情況，包括催化劑裝填，裝填高度等。（4） 吹掃催化劑

6、床層，以除去裝填過程中產(chǎn)生的粉塵。4、 催化劑升溫還原 KF104催化劑是以氧化態(tài)供給的，投入運(yùn)行前要進(jìn)行還原，把氧化銅還原成晶粒細(xì)小的銅微晶。金屬銅微晶是反應(yīng)的活性組分，還原后催化劑中銅微晶越小，比表面積就越大，活性就越好，所以還原要小心，防止超溫，以免損壞催化劑。催化劑還原為強(qiáng)放熱反應(yīng)，還原反應(yīng)如下：CuO+H2=Cu+H2O（g），H0298=-86.6KJ/mol 還原后的微晶銅遇氧氣會(huì)迅速氧化，產(chǎn)生高熱，燒毀催化劑。因此，在停車、檢修設(shè)備過程中。要小心保護(hù)好催化劑，防止與氧接觸。4.1 催化劑升溫4.1.1 升溫介質(zhì)氮?dú)饪勺鳛榇呋瘎┑纳郎亟橘|(zhì)和還原載氣。4.1.2 升溫空速常用空速一

7、般為200h-1400h-1。較高的空速，有利于床層溫度分布均勻，也有利于帶走還原水氣。4.1.3 升溫中注意事項(xiàng) KF104型催化劑在升溫中，于50130之間溫度可能會(huì)發(fā)生停滯現(xiàn)象，這是因?yàn)榇呋瘎┰诿摮锢硭?4.2 催化劑還原 KF104型催化劑的還原特點(diǎn)是速度快，還愿實(shí)踐證明，進(jìn)口溫度為160，進(jìn)塔氫濃度為1.0%1.2%時(shí)，耗氫量可達(dá)到1%以上，因此，催化劑可在較低氫濃度下完成還原反應(yīng)。 4.2.1 氫源 KF104型催化劑還原的氫源可以用鋼瓶高純氮，O2<0.1%，不含氯、硫和油。 4.2.2 配氫試驗(yàn) 分析載氣中O2<0.2%后，可進(jìn)行配氫試驗(yàn)，配氫試驗(yàn)可在110進(jìn)行

8、，在此溫度下，耗氫反映不明顯，故在此階段試驗(yàn)配氫閥門開啟度和濃度的關(guān)系，還可檢查整個(gè)配氫系統(tǒng)、分析系統(tǒng)是否準(zhǔn)確無誤。 4.2.3 還原溫度 還原速度隨溫度升高而加快。高溫度效應(yīng)和高濃度效應(yīng)疊加會(huì)使催化劑床層溫升難以控制。催化劑CuO的還原反映在110比較明顯，穩(wěn)定此溫度逐漸增加氫濃度。 4.2.4 還原壓力 加壓下氫分壓高，反映速度快，溫度難以控制。因此還原壓力通?？刂圃?.3Mpa以下。 4.2.5 配氫濃度 催化劑的還原反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，故還原反應(yīng)必須在低氫濃度下進(jìn)行，根據(jù)溫升情況將進(jìn)口溫度穩(wěn)定在能較好進(jìn)行還原的溫度，逐步使氫濃度由0.2%、0.4%、0.6%逐漸增加到2%左右穩(wěn)定

9、下來，盡量不超過3%。 4.2.6 空速（載氣量） 空速大小直接影響還原的速度。配氫濃度一定的情況下，加大空速，加氫量增多，還原就快，放出的熱量也容易帶出，條件許可時(shí)應(yīng)盡量采用較大的空速。用戶可根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)目账伲髿饬鞯目諣t線速度>0.5m/s，因?yàn)檫^低的線速度容易產(chǎn)生偏流。 4.2.7 還原初期（誘導(dǎo)期） 最初配氫可間斷進(jìn)行，如配氫后氫消耗，可在該溫度、濃度下連續(xù)配氫。還原初期采用低濃度和較低溫度還原時(shí)，還原可能有較長(zhǎng)的誘導(dǎo)期。 本階段注意要點(diǎn)：配氫在160（導(dǎo)熱油進(jìn)口裝置溫度）進(jìn)行。 4.2.8 還原主期 當(dāng)還原進(jìn)入主期時(shí)，進(jìn)裝置溫度為200。視溫升情況，可逐漸遞增清氣

10、濃度至1.0%2.0%。 本階段注意要點(diǎn)：以提溫不提氫，提氫不提溫的原則，控制耗氫量不大于2%，少加氫、勤分析；防止氫累計(jì)引起超溫；一旦溫度有飆升跡象，應(yīng)及時(shí)降低進(jìn)口氫濃度。 4.2.9 還原末期 當(dāng)床層各點(diǎn)的溫度逐漸趨于一致，僅尾部溫度居高不下，進(jìn)口溫度逐漸增加，理論耗氫量與實(shí)際耗氫量相差不大于5%，可認(rèn)為還原基本結(jié)束，系統(tǒng)進(jìn)入最后考察期。 本階段注意要點(diǎn)：該期還有一定的氫耗，應(yīng)根據(jù)各種數(shù)據(jù)、現(xiàn)象，掌握還原進(jìn)程，做到心中有數(shù)，不要操之過急，引起錯(cuò)誤判斷而超溫。 理論耗氫量（M3）=實(shí)際裝填量（噸）×1000×22.4×CuO含量/79.5 4.2.10 還原考察

11、期 在氫耗逐漸降低至0.2%左右時(shí)，可先將油溫度提高至230，此時(shí)氫耗又可能增加，溫度不大時(shí)，則可將氫濃度從2%逐漸提至15%20%，若此時(shí)催化劑床層溫度不見升高，視為催化劑已還原好，準(zhǔn)備投入生產(chǎn)。催化劑升溫還原進(jìn)度表（以氮?dú)庾鬏d氣，僅供參考）溫度（）介質(zhì)升溫速度（/h）耗時(shí)（h）累計(jì)時(shí)間（h）還原階段常溫80空氣自然80110N21522檢查氣體質(zhì)量，系統(tǒng)O2含量，油爐溫度110N2024脫物理水110150N2+0.2%H21048適配氫150200N2+0.5%H251018誘導(dǎo)期嚴(yán)格控制溫度200N2+0.5%H20523還原前期200N2+1%H201841還原主期200N2+1.5

12、%H20243200N2+2%H20245200230N2+2%H210348還原末期230N2+2%H20856考察期230N2+5%H20262N2+10%H22N2+15%H224.2.11 由于有些廠家條件限制，沒有氫源和氮?dú)?，我公司也可根?jù)實(shí)際情況定制一套符合需求的甲醇液體還原方案。七、 催化劑的操作及注意事項(xiàng)由于催化劑的主要成分是Cuo，因此決定該催化劑在使用中應(yīng)注意一下幾點(diǎn)，以保護(hù)催化劑的低溫活性和延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。甲醇裂解制氫反應(yīng)機(jī)理：CH3OH(g)=CO+2H2，H0298=-90.64KJ/mol CO+H2O(g)=CO2+H2，H0298=-41.00KJ/mol

13、 1、 操作原理床層溫度分布為從上至下一次升高，床層上部為最低點(diǎn)，因此，保持進(jìn)口氣溫度230，以避免上部溫度過低產(chǎn)生副產(chǎn)物，致使催化劑活性降低，長(zhǎng)期低溫運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致石蠟覆蓋催化劑而引起失活。增加水醇比有利于反應(yīng)的進(jìn)行，但要達(dá)到很高的甲醇轉(zhuǎn)化率，往往需要大量的水，這在經(jīng)濟(jì)上不合理，而且還會(huì)由于蒸汽過多，相對(duì)縮短有效組分的接觸時(shí)間，轉(zhuǎn)化率反而下降。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，反應(yīng)速度、壓力、水醇比幾項(xiàng)因素是相互影響的。各使用廠家應(yīng)根據(jù)自身的工藝特點(diǎn)和生產(chǎn)要求，結(jié)合催化劑的性能進(jìn)行綜合選擇。2、 催化劑的保護(hù)新還原好的催化劑應(yīng)在低負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，以便催化劑的活性穩(wěn)定下來，催化劑采用銅為活性組分，在較低溫度（

14、210270出口氣體溫度）范圍內(nèi)，即可達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。但是銅具有較低的熔點(diǎn)，因此銅催化劑對(duì)熱很敏感，在催化劑中加入Zno、Al2O3雖然改善了銅微晶的熱穩(wěn)定性，但并未根本上改變金屬銅易于“半溶”的本性，不適當(dāng)?shù)靥岣叽呋瘎┑牟僮鳒囟然蚴鹿市再|(zhì)的超溫都會(huì)加速其“半溶”。性能良好的催化劑在250以下，因燒結(jié)而降低其活性是不明顯的，但在溫度高于280時(shí)，分散細(xì)小的銅微晶易燒結(jié)失活。正常的進(jìn)口溫度操作范圍大于230以上，但在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)盡量在較低的溫度下操作，這有利于延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。催化劑使用末期，溫度可逐漸提高到280，但每次提溫不要超過5。3、 影響催化劑壽命的因素在多數(shù)情況下催

15、化劑不是因?yàn)閺?qiáng)度不夠引起片劑破碎和粉化，從而導(dǎo)致床層阻力增大而被迫更換，而是因?yàn)闊崴p和中毒，造成催化劑失活，壽終更新。3.1 硫和氯的影響由于催化劑中的銅和鋅對(duì)硫化物都有很高的化學(xué)活性，這使得催化劑對(duì)硫、氯的化合物也很敏感，容易受到其毒害。銅鋅鋁氯化物在200左右便會(huì)升華，可以穿透整個(gè)催化劑床層，是最嚴(yán)重的毒物。硫主要來源于原料，氯主要來源于脫鹽水和潤(rùn)滑油。因此為了保護(hù)催化劑的使用壽命，應(yīng)特別注意硫和氯的毒害作用。3.2 甲醇質(zhì)量甲醇中還有Cl-、乙醇和高級(jí)醇、丙酮、油類等物質(zhì)，這些物質(zhì)均會(huì)對(duì)催化劑造成很大的傷害，引起活性喪失。因此，建議不要使用以煤為原料生產(chǎn)的聯(lián)醇。原料甲醇必須符合國(guó)家工業(yè)

16、甲醇一等品標(biāo)準(zhǔn)。3.3 水汽冷凝的影響水蒸氣在催化劑上的冷凝和蒸發(fā)，將損害催化劑的物理強(qiáng)度，引起片劑破碎和粉化。水汽的冷凝還將加速可溶性毒物向催化劑下層遷移，而且水汽冷凝造成的催化劑失活是永久性失活，無法再生。3.4 超溫?zé)Y(jié)進(jìn)口氣中含氧量突然超標(biāo)，將會(huì)加速催化劑的燒結(jié)。3.5 其他因素床層溫度低于210時(shí)，會(huì)導(dǎo)致有機(jī)副產(chǎn)物增多，有機(jī)物覆蓋催化劑表面，導(dǎo)致催化劑失活。因此應(yīng)保證床層最低點(diǎn)溫度210。Fe、Co、Ni、SiO2等的存在會(huì)導(dǎo)致石蠟的產(chǎn)生。堿金屬的氧化物會(huì)導(dǎo)致副產(chǎn)物高級(jí)醇生成，高級(jí)醇也會(huì)使催化劑失去活性，且Na在使用過程中會(huì)向粗話機(jī)表面遷移，使催化劑活性中心減少，活性降低。4、 停車

17、4.1 不需要打開轉(zhuǎn)化器的停車催化劑短期停車或長(zhǎng)期停車但不需要打開轉(zhuǎn)化器時(shí)，可用干燥的惰性氣體（如：氮?dú)猓┗虻?氫氣置換系統(tǒng)，保持系統(tǒng)屬于正壓，然后將出口關(guān)閉，防止蒸汽冷凝和空氣進(jìn)入。在以后開車時(shí)，催化劑仍為還原態(tài)，只要用惰性氣體將催化劑加熱至正常運(yùn)行溫度，催化劑就能很快的重新獲得它的活性。注意催化劑不能在工藝氣中冷卻，因?yàn)檫@可能引起水蒸氣冷 不要把催化劑鈍化，因?yàn)榧词乖谟锌刂频臈l件下進(jìn)行催化劑的氧化，對(duì)催化劑也有一定的損壞。4.2 需要打開轉(zhuǎn)化器的停車需要打開轉(zhuǎn)化器卸出催化劑時(shí)，必須對(duì)催化劑進(jìn)行卸壓降溫鈍化。催化劑以20/h30/h的降溫速度降至150，切換為氮?dú)饣蛘羝?，?dāng)爐內(nèi)CO+H2<0.1%后，保持爐內(nèi)微正壓，在氣流中配入0.1%0.3%的氧，小心調(diào)節(jié)溫度使其不超過210230，即溫升控制在5060左右，穩(wěn)定一段時(shí)間，當(dāng)溫度趨于下降重新達(dá)到150170時(shí)，可緩慢提高氧含量，知道全部為空氣，繼續(xù)降溫至50左右，這時(shí)才能打開轉(zhuǎn)化