甲醇催化剂说明书.doc

Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date甲醇催化剂说明书甲醇催化剂说明书一、 产品特点及用途KF104催化剂适用于甲醇重整制H2+CO2的反应。它是以CUO为主体，ZnO.Al2O3为间隔体的铜锌铝系列催化剂。由于采用了新的共沉淀工艺技术，增加了新型助剂，因而其有效铜面积较大，活性及稳定性都好，且孔融大、孔径分布适宜。其各项性能测试结果表明，本系列催化剂已处于国内外同类产品的领先地位。二、 产品主要使用条件使用温度：210270(床层中部温度)正常操作温度：220260(床层中部温度)操作压力：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、 采用标准本系列催化剂执行四川亚联瑞兴化工新型材料有限责任公司企业标准Q/73771266-X.03-2011.四、 催化剂主要物理性质和化学组分 KF104催化剂物理化学性能项 目 催化剂 KF104外观黑色有金属光泽圆柱体物理性质直径（mm)5±0.2 长度（mm)46堆密度（Kg/L）1.21.35化学组分CuO(%)64±2 ZnO(%) 14±2Al2O3（%） 7.5±0.5五、 质量标准活性测定条件：压力1.2MPa,床层中部温度215，液空速：1 h-1，原粒度装量75ml。原料组成：CH3OH 50，H2O 50。 KF104催化剂质量标准 催化剂 指标名称KF104活性（CH3OH 转化率）%90还原前（侧压）破碎平均强度长型160短型130强度低于110N/cm的颗粒百分率%长型10强度低于90N/cm的颗粒百分率%短型10六、 使用技术1、 转化器的清洗和准备（1） 将转化器上下封头拆下，检查其质量是否符合、要求，再将转化器上下封头、列管内、管板上的铁锈杂质全部清除干净，必要时可以进行酸洗、水洗、再擦净、吹干备用，要求无铁锈，无杂质。（2） 下封头花板上放2层20目不锈钢丝网。往花板上堆满已经吹洗干的制氢为直径10mm20mm的氧化铝瓷球，将瓷球上表面推平，要求瓷球上表面与下板面保持有10mm20mm的空间。（3） 仔细装好下封头，要求垫片必须用新的，保证一次安装成功，下封头后的管线暂不装。2、 催化剂装填2.1 准备（1）装填前应筛去细粉及碎片。（2）检查检修工具及防护用品是否齐全完好。（3）准备好装催化剂的量杯、漏斗、标尺等工具。（4）对催化剂开桶进行质量检查，用6目10目的钢网筛将催化剂中的碎粉筛除备用。因运输、搬运或库存不当受到污染或被水浸泡变质的催化剂一般不能使用。只有确认催化剂质量符合要求后，才能装入转化器。2.2装催化剂（1）用量杯、漏斗逐跟往反应管内装催化剂，每装200ml催化剂应以标尺量一次高度，保证每根反应管内催化剂数量、高度相等。（2）装填时一定要慢并逐根加入，不能急于求成，以防止出现架桥现象，当万一出现架桥现象时应做好标记，用吸附器将催化剂吸出再重新装。（3）逐根装完后，再检查一遍有无漏装，当确认无漏装并已处理好架桥现象，再补充装一遍，使每根管内的催化剂至上管板平面。（4）对转化器每根转化管进行吹扫，以除去装填过程中产生的粉尘，装好转化器上盖及管线，再仔细对转化器进行吹扫后装好下封头的管线。（5）装好封头后应对系统进行试严、试漏。3、 装填注意事项催化剂装填至关重要，关系能否正常使用，因而要严格按以上要求进行装填，同时要注意：（1） 不要在阴雨天装填，以免雨水浸泡或催化剂吸潮而降低活性、强度。（2） 催化剂装填好后即进行升温还原。（3） 装填结束后，应记录装填情况，包括催化剂装填，装填高度等。（4） 吹扫催化剂床层，以除去装填过程中产生的粉尘。4、 催化剂升温还原 KF104催化剂是以氧化态供给的，投入运行前要进行还原，把氧化铜还原成晶粒细小的铜微晶。金属铜微晶是反应的活性组分，还原后催化剂中铜微晶越小，比表面积就越大，活性就越好，所以还原要小心，防止超温，以免损坏催化剂。催化剂还原为强放热反应，还原反应如下：CuO+H2=Cu+H2O（g），H0298=-86.6KJ/mol 还原后的微晶铜遇氧气会迅速氧化，产生高热，烧毁催化剂。因此，在停车、检修设备过程中。要小心保护好催化剂，防止与氧接触。4.1 催化剂升温4.1.1 升温介质氮气可作为催化剂的升温介质和还原载气。4.1.2 升温空速常用空速一般为200h-1400h-1。较高的空速，有利于床层温度分布均匀，也有利于带走还原水气。4.1.3 升温中注意事项 KF104型催化剂在升温中，于50130之间温度可能会发生停滞现象，这是因为催化剂在脱除物理水。 4.2 催化剂还原 KF104型催化剂的还原特点是速度快，还愿实践证明，进口温度为160，进塔氢浓度为1.0%1.2%时，耗氢量可达到1%以上，因此，催化剂可在较低氢浓度下完成还原反应。 4.2.1 氢源 KF104型催化剂还原的氢源可以用钢瓶高纯氮，O2<0.1%，不含氯、硫和油。 4.2.2 配氢试验 分析载气中O2<0.2%后，可进行配氢试验，配氢试验可在110进行，在此温度下，耗氢反映不明显，故在此阶段试验配氢阀门开启度和浓度的关系，还可检查整个配氢系统、分析系统是否准确无误。 4.2.3 还原温度 还原速度随温度升高而加快。高温度效应和高浓度效应叠加会使催化剂床层温升难以控制。催化剂CuO的还原反映在110比较明显，稳定此温度逐渐增加氢浓度。 4.2.4 还原压力 加压下氢分压高，反映速度快，温度难以控制。因此还原压力通常控制在0.3Mpa以下。 4.2.5 配氢浓度 催化剂的还原反应是一个强烈的放热反应，故还原反应必须在低氢浓度下进行，根据温升情况将进口温度稳定在能较好进行还原的温度，逐步使氢浓度由0.2%、0.4%、0.6%逐渐增加到2%左右稳定下来，尽量不超过3%。 4.2.6 空速（载气量） 空速大小直接影响还原的速度。配氢浓度一定的情况下，加大空速，加氢量增多，还原就快，放出的热量也容易带出，条件许可时应尽量采用较大的空速。用户可根据实际情况选择适当的空速，但要求气流的空炉线速度>0.5m/s，因为过低的线速度容易产生偏流。 4.2.7 还原初期（诱导期） 最初配氢可间断进行，如配氢后氢消耗，可在该温度、浓度下连续配氢。还原初期采用低浓度和较低温度还原时，还原可能有较长的诱导期。 本阶段注意要点：配氢在160（导热油进口装置温度）进行。 4.2.8 还原主期 当还原进入主期时，进装置温度为200。视温升情况，可逐渐递增清气浓度至1.0%2.0%。 本阶段注意要点：以提温不提氢，提氢不提温的原则，控制耗氢量不大于2%，少加氢、勤分析；防止氢累计引起超温；一旦温度有飙升迹象，应及时降低进口氢浓度。 4.2.9 还原末期 当床层各点的温度逐渐趋于一致，仅尾部温度居高不下，进口温度逐渐增加，理论耗氢量与实际耗氢量相差不大于5%，可认为还原基本结束，系统进入最后考察期。 本阶段注意要点：该期还有一定的氢耗，应根据各种数据、现象，掌握还原进程，做到心中有数，不要操之过急，引起错误判断而超温。 理论耗氢量（M3）=实际装填量（吨）×1000×22.4×CuO含量/79.5 4.2.10 还原考察期 在氢耗逐渐降低至0.2%左右时，可先将油温度提高至230，此时氢耗又可能增加，温度不大时，则可将氢浓度从2%逐渐提至15%20%，若此时催化剂床层温度不见升高，视为催化剂已还原好，准备投入生产。催化剂升温还原进度表（以氮气作载气，仅供参考）温度（）介质升温速度（/h）耗时（h）累计时间（h）还原阶段常温80空气自然80110N21522检查气体质量，系统O2含量，油炉温度110N2024脱物理水110150N2+0.2%H21048适配氢150200N2+0.5%H251018诱导期严格控制温度200N2+0.5%H20523还原前期200N2+1%H201841还原主期200N2+1.5%H20243200N2+2%H20245200230N2+2%H210348还原末期230N2+2%H20856考察期230N2+5%H20262N2+10%H22N2+15%H224.2.11 由于有些厂家条件限制，没有氢源和氮气，我公司也可根据实际情况定制一套符合需求的甲醇液体还原方案。七、 催化剂的操作及注意事项由于催化剂的主要成分是Cuo，因此决定该催化剂在使用中应注意一下几点，以保护催化剂的低温活性和延长催化剂的使用寿命。甲醇裂解制氢反应机理：CH3OH(g)=CO+2H2，H0298=-90.64KJ/mol CO+H2O(g)=CO2+H2，H0298=-41.00KJ/mol 1、 操作原理床层温度分布为从上至下一次升高，床层上部为最低点，因此，保持进口气温度230，以避免上部温度过低产生副产物，致使催化剂活性降低，长期低温运行会导致石蜡覆盖催化剂而引起失活。增加水醇比有利于反应的进行，但要达到很高的甲醇转化率，往往需要大量的水，这在经济上不合理，而且还会由于蒸汽过多，相对缩短有效组分的接触时间，转化率反而下降。在实际生产过程中，反应速度、压力、水醇比几项因素是相互影响的。各使用厂家应根据自身的工艺特点和生产要求，结合催化剂的性能进行综合选择。2、 催化剂的保护新还原好的催化剂应在低负荷下运转一段时间，以便催化剂的活性稳定下来，催化剂采用铜为活性组分，在较低温度（210270出口气体温度）范围内，即可达到较高的转化率。但是铜具有较低的熔点，因此铜催化剂对热很敏感，在催化剂中加入Zno、Al2O3虽然改善了铜微晶的热稳定性，但并未根本上改变金属铜易于“半溶”的本性，不适当地提高催化剂的操作温度或事故性质的超温都会加速其“半溶”。性能良好的催化剂在250以下，因烧结而降低其活性是不明显的，但在温度高于280时，分散细小的铜微晶易烧结失活。正常的进口温度操作范围大于230以上，但在满足工艺要求的前提下，应尽量在较低的温度下操作，这有利于延长催化剂的使用寿命。催化剂使用末期，温度可逐渐提高到280，但每次提温不要超过5。3、 影响催化剂寿命的因素在多数情况下催化剂不是因为强度不够引起片剂破碎和粉化，从而导致床层阻力增大而被迫更换，而是因为热衰减和中毒，造成催化剂失活，寿终更新。3.1 硫和氯的影响由于催化剂中的铜和锌对硫化物都有很高的化学活性，这使得催化剂对硫、氯的化合物也很敏感，容易受到其毒害。铜锌铝氯化物在200左右便会升华，可以穿透整个催化剂床层，是最严重的毒物。硫主要来源于原料，氯主要来源于脱盐水和润滑油。因此为了保护催化剂的使用寿命，应特别注意硫和氯的毒害作用。3.2 甲醇质量甲醇中还有Cl-、乙醇和高级醇、丙酮、油类等物质，这些物质均会对催化剂造成很大的伤害，引起活性丧失。因此，建议不要使用以煤为原料生产的联醇。原料甲醇必须符合国家工业甲醇一等品标准。3.3 水汽冷凝的影响水蒸气在催化剂上的冷凝和蒸发，将损害催化剂的物理强度，引起片剂破碎和粉化。水汽的冷凝还将加速可溶性毒物向催化剂下层迁移，而且水汽冷凝造成的催化剂失活是永久性失活，无法再生。3.4 超温烧结进口气中含氧量突然超标，将会加速催化剂的烧结。3.5 其他因素床层温度低于210时，会导致有机副产物增多，有机物覆盖催化剂表面，导致催化剂失活。因此应保证床层最低点温度210。Fe、Co、Ni、SiO2等的存在会导致石蜡的产生。碱金属的氧化物会导致副产物高级醇生成，高级醇也会使催化剂失去活性，且Na在使用过程中会向粗话机表面迁移，使催化剂活性中心减少，活性降低。4、 停车4.1 不需要打开转化器的停车催化剂短期停车或长期停车但不需要打开转化器时，可用干燥的惰性气体（如：氮气）或氮-氢气置换系统，保持系统属于正压，然后将出口关闭，防止蒸汽冷凝和空气进入。在以后开车时，催化剂仍为还原态，只要用惰性气体将催化剂加热至正常运行温度，催化剂就能很快的重新获得它的活性。注意催化剂不能在工艺气中冷却，因为这可能引起水蒸气冷 不要把催化剂钝化，因为即使在有控制的条件下进行催化剂的氧化，对催化剂也有一定的损坏。4.2 需要打开转化器的停车需要打开转化器卸出催化剂时，必须对催化剂进行卸压降温钝化。催化剂以20/h30/h的降温速度降至150，切换为氮气或蒸汽，当炉内CO+H2<0.1%后，保持炉内微正压，在气流中配入0.1%0.3%的氧，小心调节温度使其不超过210230，即温升控制在5060左右，稳定一段时间，当温度趋于下降重新达到150170时，可缓慢提高氧含量，知道全部为空气，继续降温至50左右，这时才能打开转化器检查或卸出催化剂。催化剂的钝化实际上是部分氧化，并非全部。若催化剂不再使用，可不比钝化。当床层温度降至80以下，可对炉内进行冲水降温并打开下封头，将催化剂卸出，边卸边冲水，防止催化剂氧化过猛，引起其他不必要事故。八、 催化剂的包装、运输和储存（1）催化剂采用塑料桶或铁通包装，桶内附有产品合格证及产品型号、生产日期、批号等。KF104催化剂（净重）40Kg/桶。（2）运输、装卸过程中应尽量避免撞击。（3）催化剂在空气中易受潮应密封储存，放于干燥场所。（4）催化剂易受毒物污染，存放场所应无硫化物、氯化物存在，以免影响催化剂的性能。-