变换气脱碳与提纯工艺过程.ppt

* 3、甲烷化催化剂 3.1甲烷化催化剂的物理性质和化学组成 J103/J103H技术参数 1 物理性质 J103 　　 J103H 外观： 黑灰色条状物 　 　黑色条状物 规格（mm）： φ5～6×5～10/Ф3×5～10 φ5～6×5～10/Ф3×5～10 堆密度(kg/l)： 0.85～0.95 　　 0.75～0.9 比表面（m2/g）： ≥120 　 　　 ≥120 磨 耗（%）： ≤10 　　 　 ≤10 2化学性质 总镍含量(Ni%): ≥16 (其中还原 Ni%≥10) ≥20 (用于乙烯净化工艺,其中还原Ni%≥14) ≥30 ≥40 也可根据操作条件的不同做相应的调整。 铝含量(Al2O3): 余量 产品适用条件 运行温度（℃）：250—500 空速（h-1）： ≤ 10000 第三十一页，共69页 * 三、甲烷化工艺过程 3、甲烷化催化剂 3.2甲烷化催化剂的还原 在部分型号的甲烷化催化剂都是以氧化态的形式提供给用户的，首次使用时，必须用氢将氧化镍的催化剂还原成金属镍才具有活性，还原反应式如下： NiO＋H2＝Ni＋H2O Q=-2.55kJ/mol NiO＋CO＝Ni＋CO2 Q= -30.25kJ/mol 这些反应都不是强放热的，还原过程本身不会引起催化剂床层大的温升。从热力学考虑，催化剂的还原是比较容易的，在300-400℃范围内，还原气体中H2浓度在1%以上即能使还原反应进行，但要还原完全并获得最大的活性镍表面积就比较复杂，和还原过程中的温度，空速等因素有关，催化剂的组成及制备方法对还原结果也有很大的影响。 第三十二页，共69页 * 三、甲烷化工艺过程 3、甲烷化催化剂 3.2甲烷化催化剂的还原 温度是还原过程中主要因素，镍催化剂一般在300℃左右即开始还原，350℃时巳有可观的还原度，为还原彻底，还原温度需升到400℃。下表列出工业催化剂还原度与还原温度的关系。 还原温度，℃ 304 329 354 379 405 还原度，% 4.8 27.9 69.6 90.6 101.2 第三十三页，共69页 * 三、甲烷化工艺过程 3、甲烷化催化剂 3.2甲烷化催化剂的还原 3.2.1催化剂的升温还原步骤 甲烷化催化剂的还原可分为装置原始开工还原和正常更换催化剂时还原。如果是原始开工还原，可用纯N2作升温介质，用开工加热炉作热源在线外进行还原操作，也可在开工后期采用粗气进行还原，但开工周期太长。如果是正常更换催化剂时的还原，可在开工后期采用粗氢进行升温还原操作。由于催化剂的还原反应是微放热反应，因此还原几乎是等温的，整个还原过程可分为：升温期、还原主期和还原末期。 第三十四页，共69页 * 三、甲烷化工艺过程 3、甲烷化催化剂 3.2甲烷化催化剂的还原 3.2.1催化剂的升温还原步骤 （1）升温期 先用N2把整个系统中的O2置换干净，系统压力充N2至0.5MPa，以提高气流线速度，缩短床层温差。升温阶段可通过控制导入工艺气入口温度的高低来调节升温速率在50-70℃/h，把床层温度升至200-250℃，工艺气量一般在20-50%负荷即可。 第三十五页，共69页 * 三、甲烷化工艺过程 3、甲烷化催化剂 3.2甲烷化催化剂的还原 3.2.1催化剂的升温还原步骤 （2）主还原期 当床层温度加热到200-250℃以后，开始还原，但速度较慢，当床层温度升到300℃以上还原明显加快，为了避免温升过大，这时应小心控制进口温度的升温速率在20-30℃/h。按上述的升温速度把反应器床层最低点温度升至350℃（但要严格控制床层最高温度≯400℃时），还原6小时巳