1_直转甲烷化触媒升温还原方案

1#直转甲烷化触媒（J106-2Q）

升温还原方案

触媒还原的好坏将直接影响到触媒活性和使用寿命,由于触媒还原反应较复杂,一旦操作失控,将可能导致超温,因此操作人员必须精心操作，严格按升温还原方案进行。

甲烷化触媒使用前以NiO形式存在，使用时必须将NiO还原为金属Ni，触媒才对甲烷化反应起催化作用，此次采用脱碳气（CO+CO2＜0.7%）对甲烷化触媒进行升温还原。脱碳气中因1%的CO在触媒上反应将使床层温度上升72℃，而1%的CO2将使床层温升60℃，因此用于升温还原的脱碳气成份必须合格CO+CO2＜0.7%，脱碳气导入甲烷化炉前必须分析CO+CO2含量。

1.甲烷化触媒的升温

用脱碳气控制升温速度50℃/h，使温度升高到250℃∽300℃,并且用放空阀用来调节甲烷化炉的压力。

甲烷化触媒升温时，在炉温达到204℃前，应远离甲烷化炉的出气口，以防止羰基镍的危害。

2.甲烷化触媒的还原

甲烷化触媒温升到300℃左右时，将发生下列反应而逐渐显示出催化活性；

NiO + H2 = Ni + H2O + 0.8 大卡/克分子（300℃）

NO + CO = Ni + CO2 + 9 大卡/克分子

上述反应不引起强烈的放热，因此还原过程本身不会出现触媒层较大的升温。可是一经还原，即会发生甲烷化反应（CO+3H2=CH4+H2O △H。298 = -206.2 kJ/mol CO2+4H2=CH4+2H2O△H。298 = -165.02kJ/mol），从而使温升加剧。这时应随时检查触媒层的温升情况。

到了还原的最后阶段，将温度提高到400℃，因为这样可提高已还原镍

的比率。已还原的触媒不得漏入空气，否则有迅速燃烧而失活的危险。

甲烷化触媒升温还原进度表

3.升温还原操作注意事项

（1）当温度至204℃以前时，要防止羰基镍的危害。

（2）温度由430℃回复到300℃时，在CO+CO2＜20PPM即可投入正式运行。（3）当甲烷化炉出现超温现象，应及时切断气源，用蒸汽降温。

（4）每小时分析甲烷化炉出口气体中微量CO、CO2。

（6）升温过程中加强排污。

批准：审核：李会国编制：生部部技术处

2012年2月25日

(完整版)甲烷化操作规程

甲烷化操作规程 甲烷化岗位作业指导书 拟稿: 审核: 批准: 公布日期： 目录 一、岗位任务 (2） 二、工艺指标（2) 三、工艺原理及流程 (2) 四、主要设备 (3） 五、正常开车步骤（4） 六、正常停车步骤 (5) 七、紧急停车步骤 (5） 八、异常现象及处理方法（5） 九、安全注意事项（6） 一、本岗位任务 甲烷化岗位的主要任务：在适当的压力、温度、催化剂的作用下把甲醇后的CO和CO2与H2合成为CH4和H2O，并把H2O分离下来，把CO+CO2含量控制在25ppm以下,送往合成岗位。 二、工艺指标 (一)新鲜气温度30-40℃

（二)催化剂热点温度250℃± 5 ℃ （三)甲烷化塔一入温度≤130℃ (四）塔壁温度≤150℃ （五）甲烷化塔二入温度250℃-270℃。 (六）甲烷化塔二出温度≤190℃ （七）出系统CO+CO2含量≤25PPM 三、工艺原理及流程 (一)工艺原理： 本工段主要作用是脱除工艺气的CO和CO2。在催化剂的作用下使少量CO、CO2加氢生成CH4和H2O,把工艺气的CO和CO2的含量脱除到25PPM 以下.由于该反应是放热反应,本工段充分利用其反应热以加热合成塔入口气体.甲烷化催化剂是以镍为活性组分，以稳定活性氧化铝为载体。 反应原理：CO+3H2= CH4+H2O +206.24kJ/mol CO2+4H2= CH4+2H2O +165.4kJ/mol （二）流程： 1、工艺介质主流程: 从压缩机六段来的氢氮气进油分离器,油水分离后气体进入预热器与合成塔出口气体进行热量交换，加热后经合成塔环隙进塔底换热器与出口气体进一步换热,然后出合成塔进加热器，经蒸汽加热后再经合成塔心管到内件顶部进触媒层进行反应。出口气体经塔底换热器换热后进预热器管内继续换热，然后进水冷排冷却,再进水分离器分离水后送合成。 注：(1）入工段阀门处增设旁路,主要目的是开停车时使用老系统的精练气。

Φ1000 合成塔 触媒升温还原方案

Φ1000 合成塔触媒升温还原方案 本方案根据《Φ1000合成A110-4氨合成催化剂升温还原方案》和湖南安淳公司《ⅢＪ99－Φ1000氨合成塔内件触媒升温还原方案》的规定合并编写。 升温还原是在全系统空气吹除、试压、试漏，并用空气将触媒粉吹除合格后，用合格的精炼气进行系统置换至O2≤0.5 ％以下，再进一步试压至28.0MPa，静止保压1--2 小时合格的基础上进行的。 １升温前的准备工作 公布升温还原方案，宣布升温还原的临时（专门）组织领导机构。 ⑴首先由合成岗位对流程，阀门位置进行系统详细地检查，核实达到升温还原的要求。 ⑵电器部门检查电炉、调压器是否完好，并将电加热器的使用维护规程、技术要求等让操作工及维修人员熟悉掌握。使用时要选派专业人员监护。 ⑶计量室检查、校核仪表是否灵活好用。合成圈内检测仪表符合开车要求。 ⑷合成分析岗位做好氨水浓度、化验室做好水汽浓度的取样分析及所有准备工作。各分析仪器齐备，出水计量工具齐全，水汽浓度取样接管、出水取样接管畅通。 ⑸合成对人员明确分工，并做到分工与合作的密切配合，并对升温还原方案有详细具体的掌握，做到人员到位、方案掌握、各种准备工作齐全，主操工由技术熟练责任心强的人员担任。 ２系统充氨（充氨前先关闭循环机进出口阀，将主阀１关至接近关死，并打开副阀２。） 在用精炼气置换、试压合格的基础上，将系统压力卸至微正压(0.1MPa左右)，然后由球罐控制向系统充驰放气( 因全系统停车近一个月实为气氨)，将驰放气逆流程倒入放氨总管，Φ1000合成系统微开产氨阀，向系统充驰放气至系统压力至0.4MPa，停止向系统充氨。然后向合成系统补充新鲜合格的精炼气至7.0MPa，开启循环机五分钟后，对各排污、倒淋等死角进行排放，至有大量氨味放出，严防死角（操作人员要站在上风口处操作）。取样分析至少要两个点，气相中的氨含量≥0. 5％即为合格。 正流程：气氨→一氨分→冷排管内→氨冷器→冷交管间→循环机进口管 逆流程：气氨→一氨分→冷交管内→新鲜气氨冷器→新鲜气油分 气氨→一氨分→水冷器→软水加热器→热交管内→废锅→合成塔→热交管间→合成塔环隙→油分→循环机出口管 ３升温还原操作指标及升温还原速度 见ⅢＪ99－Φ1000内件升温分层还原计划表。 ４升温还原操作要点 ⑴“三高两低”的操作法：即高氢含量，高电炉功率，高空速（对一段以下触媒还原而言），低水汽浓度，低压力。 ⑵分层还原：分层还原能更有效地提高触媒还原的质量。 Ａ．可以保证第一段触媒还原彻底。触媒床层整体还原时，过快提高空速，往往把第一层温度压得很低，很难使第一层各点在其所要求的最高还原温度下还原彻底。 Ｂ．避免上一层触媒大量出水时，氧化下一层触媒，影响下层触媒还原后的结晶，保证下层触媒还原活性。

精脱硫系统催化剂及转化催化剂的升温

精脱硫转化系统开车方案及操作规程 第一节精脱硫转化系统生产原理及流程 一、原理 1、精脱硫原理 通过铁钼触媒及镍钼触媒将焦炉气中的硫醇（RSR），噻吩（C4H4S）、二硫化碳（CS2）、硫氧化碳（COS）等有机硫加氢转化成无机硫H2S、不饱和烃加氢转化为饱和烃；再利用铁锰脱硫剂及氧化锌脱硫剂，除去H2S，使焦炉气硫含量≤0.1ppm。 (1)加氢反应 RSH+H2=RH+H2S+Q; RSR′+H2=RH+R′H+H2S+Q C4H4S+4H2=C4H10+H2S+Q; CS2+4H2=CH4+2H2S+Q COS+H2=CO+H2S+Q; C2H4+H2=C2H6+Q 生产中铁钼触媒在进行上述反应的同时还存在以下副反应： CO+3H2=CH4+H2O+Q (甲烷化反应) ２H2+O2=2H2O+Q (燃烧反应) C2H4=C+CH4 +Q(析碳反应) 2CO=C+CO2+Q(析碳反应) 生产中加氢反应及副反应均为放热反应，在操作中应控制好触媒层温度。铁钼触媒主要的副反应是甲烷化反应，因此操作中要注意原料气中CO含量的变化。 (2)脱硫反应

○1铁锰脱硫剂对H2S的吸收反应： FeS+H2S=FeS2+H2 MnO+H2S=MnS+H2O MnS+H2S＝MnS2+H2 ○2氧化锌脱硫剂对硫的吸收反应： ZnO+H2S=ZnS+H2O 2、转化原理 在焦炉气中加入水蒸汽，在一定压力及温度下，通过催化剂作用，生成合成甲醇有用的H2、CO及CO2。 转化反应：CH4+H2O＝CO+3H2－Q CO+ H2O＝CO2+H2+Q CH4＝C+2H2－Q 二、流程 1、精脱硫转化系统流程叙述 来自焦炉气压缩机（C201）的焦炉气含H2S≤20mg/Nm3，有机硫250mg/Nm3，其压力为2.5MPa，温度100～110℃。焦炉气通过两台并联的脱油剂槽(D106a、b)脱除掉焦炉气中的油水之后进入冷热交换器（E104），被来自铁锰脱硫槽D103a、D103b的一级脱硫气第一次加热；然后进入原料气第一预热器（E101）被来自转化气废热锅炉（E105）的转化气第二次加热；再经原料气第二预热器（E102）被来自气气换热器（E103）的转化气第三次加热；最后进入加热炉B101被第四次加热。四次加热后焦炉气温度升至320℃，进入两台并联的

甲醇催化剂升温还原方案

DC503-1型高压甲醇催化剂升温还原方案

甲醇催化剂高氢还原的控制要点及注意事项为确保高压甲醇催化剂升温还原工作顺利进行，有关人员认真学习催化剂的升温还原方案，结合实际状况，严格按照“甲醇催化剂升温还原方案”进行升温还原，绘制升温还原曲线。 1.升温还原前的准备工作： 1.1醇化系统已竣工验收，设备、管道清洗、吹扫试压合格。 1.2对照图纸进一步检查设备、工艺管道、阀门、仪表及分析取样点等安装准确无误。 1.3仪表及自调阀门已按规定测试调试合格。电气设施（包括电加热器）及运转设备试车合格，处于正常备用状态。 1.4升温还原过程中所需的水、电、汽、仪表空气、氮气及新鲜气处于正常供应状态。 1.5催化剂装填及还原过程中应避免于CO接触，系统进出口必须加盲板与外系统隔绝，防止CO漏入系统。 1.6系统吹除、置换、试压期间，应特别关注压差情况，防止设备单边受压，引起内件及设备受损。升降压速率＜0.2MPa/min。。 1.7系统排气置换：系统进出口加好盲板，防止CO漏入系统。对系统进行排气置换，待分析取样O ≤2%时，可改用合格的新鲜气继续进行排气置换，直至取 2 ≤0.2%为合格;系统吹除应彻底，以减少Fe杂质在生产过程中的副反样分析O 2 应。 1.8系统试压可采用空气或合格的氢氮气，空气试压压力不超过10.0MPa,氢氮气试压应在仪表、热电偶调试正常后进行，试压过程中注意分析控制气体中的O2和CO含量,并注意观察催化剂床层温度变化，若催化剂床层温度超过40℃,应及时投入循环机，保持3000~4000hr-1空速进行循环降温，防止温度剧烈变化，为稳妥起见，建议升温还原前试压到6.0 MPa，系统试压至工作压力步骤在还原后进行。 1.9还原气质要求：合格的精炼气NH3＜200ppm;S-2＜0.06ppm,Cl-＜0.003ppm 2.升温还原操作：以半小时出水量为主要参考依据，逐步提温。 2.1. 以每小时出水量作为控制还原进度的主要控制指标，严格控制床层温度、

甲烷化

目录 一、岗位说明书 二、生产原理 三、工艺流程 四、主要设备一览表（见附图） 五、工艺指标 六、系统开车程序 七、系统停车程序 八、不正常现象及处理措施 九、生产正常操作方法及注意事项 十、常见事故及处理措施 十一、岗位存在的主要危险因素辨识 十二、安全环保和职业卫生危害防护 十三、附图、附表

一、岗位说明书 单位名称：净化车间甲烷化岗位 岗位名称甲烷 化 所在 部门 直接 上级 定员 人数 工作职责 负责甲烷化炉、甲烷化换热器、净化气水冷器、净化气分离器等设备的开停车和正常生产操作；管道、阀门及仪表的维护保养；负责系统的缺陷检查登记，消除及联系处理，防止系统泄漏污染环境。做好设备检修前的工艺处理工作，检修后的试运行和验收工作，负责本岗位消防器材，防毒面具等的使用保管和更换，负责本系统安全稳定生产。 岗位任务 在甲烷化触媒作用下,将碱洗气中残余的CO和CO 2反应生成甲烷,使CO+CO 2 ≤20×10-6,为合成氨提供合格的净化气。 任职要求 推荐学历：高中以上学历。 专业技能要求：掌握初级计算机知识、懂化工生产原理。 经验要求：能解决处理本岗位各项事宜并具有实际工作经验。 能力要求：对生产工艺、设备故障有一定的判断解决能力。 证件要求：上岗证、安全消防证。 二、生产原理 2.1 主要物料性质 甲烷: 甲烷是无色、可燃和无毒的气体。沸点为-161.49℃。甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。 2.2 主反应原理和反应特点 1甲烷化反应机理 CO+3H 2=CH 4 +H 2 O+206.16KJ CO 2+4H 2 =CH 4 +2H 2 O+165.08KJ 甲烷化反应是可逆、放热、体积缩小的反应。 2甲烷化工艺条件的选择 （1）温度：温度低对甲烷化反应平衡有利，但温度过低，CO会与镍生成羰

甲烷化催化剂

甲烷化催化剂的综述 院系： 专业班级： 学号： 姓名： 指导老师：

关于甲烷化催化剂的一些探讨 概念： 1、甲烷化： 2、甲烷化工艺的发展 目的：这次任务我主要找关于甲烷化的文献，通过对这些文献的查看来研究关于

甲烷化催化剂的发展，研究方向的重点以及它对人类的发展所起到的作用。这次自己找了十几篇文章来谈论一下。 主题： 1、低温甲烷化催化剂的工业应用 低温催化剂较高温催化剂性能, 反应空速大、床层温度低、开车时间短、蒸汽消耗量大幅降低,并且安全性能更好。该催化剂的使用提高了乙烯装置的安全性和稳定性。由原用的高温催化剂改为低温催化剂时, 只需更换催化剂即可, 无需改动反应器和管线。 2、第二金属组分对CO2 甲烷化沉淀型镍基催化剂的影响 用并流共沉淀法制备了一系列镍基双金属催化剂,在微型固定床流动反应装置上进行了二氧化碳和氢气生成甲烷的催化反应,考察了在不同反应条件下第二金属组分Fe、Co 、Cr 、Mn、Cu、Zn 等对镍基催化剂活性的影响。采用程序升温还原( TPR) 、X 射线衍射(XRD) 等手段对催化剂进行表征。结果表明,第二组分的添加会改变镍催化剂的表面结构以及活性组分的分散度,有些会产生电子效应。其中,锰的添加使催化剂活性大大提高,原因是Mn ( Ⅳ) Ni2O4 的生成不仅有利于催化剂还原,而且有利于产生电子效应。 3、二氧化碳甲烷化催化剂制备方法的研究 采用浸渍法和并流共沉淀法制备含Ni 量不同的Ni/ ZrO2 催化剂, 研究了它们在二氧化碳甲烷化反应中的催化性能. 结果表明, 共沉淀法制备的高Ni 催化剂具有良好的催化性能. 在较温和的条件( T = 573 K, P = 0. 1 MPa, GHSV =12000 h- 1) 下, CO2 的转化率达99. 7%, CH4 的选择性达100% . Ni 与ZrO2 的相互作用对催化活性有很强的影响. Ni 的含量和CO2 吸附程度决定了甲烷化反应活性.催化剂作用下活化能的大小与活性变化规律相符. 与浸渍法相比, 共沉淀法制备出的催化剂具有如下特点: ( 1) 产率高; ( 2) 性能稳定; ( 3) 抗积碳性好; ( 4) 反应温度及活化能更低; ( 5) 产物成分单一. 利用共沉淀法制备二氧化碳甲烷化催化剂具有很高的研究、应用和开发价值. 4、反应条件对焦炉气甲烷化催化剂性能的影响 近年来, 中国天然气市场需求急剧增加, 制取合成天然气的工业投资项目增多, 对于合成甲烷反应过程的研究逐渐得到重视。特别是焦炉气作为一种工业排放废气, 产量大( 2008年, 全国焦炉气总产量约1 430亿m3 ) [ 2] , 将其进行甲烷化回收利用, 既符合节能减排的政策要求, 又能产生一定的经济效益,是一项具有市场前景的技术。重视节能减排技术在传统工业中的推广应用, 在焦炉气甲烷化催化剂及相关工艺技术方面开展了一系列的条件实验和测试工作。通过实验可知1) 焦炉气甲烷化催化剂具有活性高的特点, 在以焦炉气的典型组成为原料、出口温度约550 、压力1MPa~ 3MPa、空速5 000 h- 1 ~ 10 000 h- 1的条件下, 可使CO 转化率> 99%, CO2 转化率> 97%,C2H6 转化率> 99%, 接近于平衡转化率, 能适用于焦炉气的甲烷化反应过程。 2) 通过稀土、助剂等改善了催化剂的固体酸碱性, 增强了活性表面的水气吸附力、氢气吸附解离性能等, 从而提高了抗结炭性能。抗结炭实验的测试结果表明, 该催化剂具有较好的抗结炭性能。

催化剂装填及还原方案

催化剂装填方案 一、概述 二、原料液240方/小时 三、脱盐水：脱去氯化钠，氯离子可以使铜中毒，氯离子＜3ppm 本装置催化剂装填的质量直接关系到产品的质量，故必须细心、认真作好该项工作。 二、转化器的清洗和准备 1、转化器在装填催化剂前，必须确保导热油温度(240-270不能超过280度催化剂就失效了）通入转化器，在高温状态下转化器列管内不发生漏油，方可装填。 2、将转化器上、下封头拆下，先检查转化器器内上下封头、列管内、板管和花板上的铁锈杂物全部清除干净，必要时可进行酸洗、水洗，再擦净、吹干备用，要求无铁锈、无杂物。 3、下封头花板上按要求规格放2层12目丝网，往花板上堆满已经洗净吹干的Φ5～8mm的氧化铝瓷球，将瓷球上表面推平，要求瓷球上表面与转化器下花板面保持有一定高的空间10-15cm，仔细装好下封头，垫片必须用新的，保证一次安装成功。 三、催化剂的装填过程 1、准备 1）检查检修工具及防护用品是否齐全完好。 2）准备好装催化剂量杯、漏斗、标尺、称等专用工具。 3）对催化剂开桶进行质量检查，用6～10目的钢网筛将催化剂中的碎粉筛除备用。在运输或存库中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时，才能装入转化器内。 4）装填人员检查自己衣服口袋，不要携带手机、打火机、香烟、钥匙等物品上转化器。 2、装催化剂

1）卸下转化器上盖，再次检查转化器内是否干净，若不符合要求，要重新清扫干净。逐根检查反应管，看有无堵塞等异常现象。 2）逐根定体积（或重量）装填催化剂，并做记号，以免漏装或重装。（氧化铝瓷球）催化剂，氧化铜 3）装填时不能急于求成，以防出现架桥现象，当出现架桥时应作好标记，及时处理。 4）定量装填完后，再逐根检查有无漏装，当确认无漏装并已处理了架桥现象。如需要，再补充加装一遍，保证每根管内催化剂量基本相等。 5）当全部装填完毕后，用仪表空气吹净上管板，装好转化器上封头及管线。 6）装填完毕后，应对系统进行试压试漏。 四、核对装填数量，填写装填记录 五、装填催化剂要注意的事项 1、建设方，设计方，施工方代表各一人，现场负责计量，记录。 2、催化剂装填过程中会产生一些粉尘，装填中注意不要吸入粉尘，操作人员要戴口罩，要有足够的通风来降低粉尘的浓度，使之降至允许的程度。 3、粉尘不能进入眼睛，必要时应戴上防护镜。 4、当皮肤有可能长时间接触催化剂时，应戴上手套。 5、装填过程中，注意不要将杂物掉入列管内。 6、如遇天气变坏须用塑料布封紧上盖，待天气转好后继续装填。 急救： 1、当眼睛内含有粉尘时，用足够的水冲洗眼睛（睁开的）10分钟。 2、当皮肤接触难受时，用水和肥皂洗涤，大量饮水。

甲烷化操作实操剖析

1、甲烷合成反应器的反应机理？ 在甲烷化反应器中主要进行的是甲烷的合成反应，即一氧化碳、二氧化碳与氢在催化剂的作用下转化成甲烷。甲烷合成反应是个强放热反应，伴随甲烷合成反应同时还发生了一氧化碳的氧化还原。总反应方程式如下： CO + 3H2 = CH4 + H2O CO2+ 4H2 = CH4+ 2H2O CO + H2O = CO2+ H2 2.在氨厂典型的甲烷化炉操作条件下，毎1%CO转化的绝热温升为72℃，每1%CO2转化的绝热温升60℃，反应炉的总温升可由下式计算： ΔT=72╳[CO]入+60╳[CO2]入 式中：ΔT----分别为进口气中CO、CO2的含量，%（体积分数） 3甲烷化设备主要有哪些？ 甲烷化设备主要有硫吸收器、甲烷化反应器、高压废热锅炉、低压废热锅炉、甲烷化换热器、高压蒸汽过热器、开车加热器、循环压缩机、水冷器、水分离器等设备。 4、甲烷化催化剂的组成及主要组分的作用是什么？ 甲烷化催化剂是以镍为活性组分在载体上，为获得催化剂的活性和热稳定性有添加了一些促进剂。主要组分有Ni、Al2O3、MgO、Re2O3等

Al2O3是一种普遍使用的载体。Al2O3具有多种结构形态，用于甲烷化的是具有大孔的Al2O3。 MgO是一种良好的的结构稳定剂。 Re2O3为稀土氧化物，具有良好的活性与稳定性。 5、为什么要对甲烷化催化剂进行还原？还原过过程中有哪些化学反应？ ①甲烷化催化剂使用前，是以镍（Ni）的氧化物形式纯在，所以使用时，必须还原活化。在还原剂（H2、CO）被氧化的同时，多组分催化剂中的NiO被还原具有活性的金属镍（Ni），并在还原过程中形成了催化剂的孔道。而Al2O3不会被还原，起着间接支持催化剂结构的助构作用，使镍处于均匀分散的微晶状态，使催化剂具有较大的比表面、较高的活性和稳定性。 ②甲烷化催化剂还原时发生如下反应： NiO + H2 = Ni + H2O - 2.55KJ/mol NiO + CO = Ni + CO2 - 30.25 KJ/mol 这些都不是强放热反应，还原过程本身不会引起催化剂床层大的温升。 6、温度、压力、空速、气体成分对甲烷化催化剂的还原有何影响？ ①温度温度是影响还原过程的主要因素。温度过低，还原速度很慢，还原过程拖得时间太长。温度过高，由于热

制氢装置转化中变催化剂还原方案

制氢装置转化中变催化剂还原方案 注： 此过程还需催化剂厂家确认。 6.2.1转化催化剂还原的步骤 (M)-确认转化催化剂达到还原条件： 转化入口温度480-520℃，出口温度为820±10℃ 水蒸汽量为正常负荷的50%，约控制在8t/h左右 氢气纯度>90% 中变床层温度稳定在250℃ [P]-由管GH-2101引外来开工用氢入原料气压缩机入口分液罐D-2101，开始配氢量100-200Nm3/h，然后根据情况慢慢增加。 [I]-配氢后要密切注意系统压力，若由于配氢量增加造成系统压力升高时，要及时放空到火炬线。 [I]-分析转化入口气中氢气浓度，由2％开始，每次依次增加2％，若转化和中变温升都不明显则将氢气浓度继续提高2％，直到循环气中的氢气含量达到20％后，每次增加10％，继续配氢，直到循环气中的氢气含量达到60％以上。注意循环气中氢浓度达到20%以后，每次提高氢气浓度时都相应要把配蒸汽量提高，维持H2O/H2比值在5-7之间。

相应浓度下的配入蒸汽量可参考如下计算： 氮氢气循环量按5000Nm3/h计，H2O/H2比按 5-7计算 最小配汽量kg/h=5000×H2%×5×18/22.4 最大配汽量kg/h=5000×H2%×7×18/22.4 [I]-转化催化剂还原升温控制表： 温度范围（℃）升温速度 （℃/h） 时间（h） 累计时间 （h） 常温～130 10 10 10 130 恒温10 20 130～220 10-15 8 28 220 恒温10 38 220～350 10 12 50 350 恒温10 60 350～800 30 15 75 [I]-转化催化剂还原升温曲线：

甲醇合成催化剂升温还原方案

甲醇合成催化剂升温还原方案 一、编写依据： 1. 2. 托普索《催化剂和反应器填料规范》 3．合成终版PID流程图 4. 托普索公司提供的《MK121手册》 二、适用范围 本方案规定了甲醇合成催化剂MK121还原的操作方法。 三、准备工作和具备的条件 1. 所有装置及配套工程，按设计（包括设计变更）全部施工完毕，工程质量符合要求，所有工程已经中交验收。 2. 全部工艺管道和设备都已经过强度试验合格，催化剂装填完毕后，已用空气（或氮气）将催化剂粉末从合成塔中吹除干净。设备、管道均已经过气密试验，且确认合格。 3. 合成气压缩机已试车完毕，并可正常运转。 4. 合成塔和保护床的触媒装填工作均已完成。 5. 合成汽包煮炉、系统水循环均已完成。 6. 公用工程的水、电、汽、仪表空气、工厂空气、氮气等已能按设计值保证供应。 8. 合成系统的电器、仪器、仪表已调试合格，仪表已校准。报警及联锁的整定值经静态调试已准确好用(合成塔进出口温度、压力及合成回路中各流量显示仪表必须严格校准)。 9. 化验室分析工作准备就绪自动分析仪表的样气已配制待用，分析取样点已经 确认，能及时、准确地分析合成塔进出口的CO、H 2、O 2 、CO 2 等各组份的浓度以 及水汽浓度。尤其对氢气含量低氢值（0～2%）、高氢值（5～15%）能准确分析。 10.具备稳定提供还原气CO+H 2 的条件。

11. 与厂调度室联系，提出大量用氮气申请，必须保证氮气纯度>99.9%(V%)。12．MK121型合成甲醇催化剂升温还原操作按表2进行，并按表2绘制好升温还原操作曲线图。 13. 准备好计量还原水的量具。记录表格准备齐全。已和催化剂厂家沟通，升温还原方案已得到批准。升温还原曲线图、报表各种确认表已做好。 三、还原用氢气的准备 方案1：纯氢 1.纯氢标准 1.1 氢气纯度 99.9% 工业氢国家标准，其中不含硫、氯元素 1.2 使用压力10kg，。 1.3 氢气用量以及时间。 方案2：工艺气 1.工艺气标准 1.1 从净化工段来的工艺气要符合厂控指标，严禁超标。 1.2 合成升温还原管线上的阀门要可靠好用。 四、组织机构 五.人员安排及职则 六、升温还原时的阀门状态 七、升温还原的实施细则 1、概述 铜基合成甲醇催化剂须经还原后才具有活性。还原反应是一个强放热反应，反应式如下所示： CuO + H2 ==== Cu + H2O + 86.7KJ/mol 因此，在还原过程中应特别注意控制催化剂床层温度，防止催化剂过热发生铜晶粒烧结而损害催化剂活性。还原操作是开车过程中很重要的一个操作环节。每炉催化剂活性的高低，除与催化剂自身的生产质量和装填质量有关外，很大程度上还取决于催化剂还原质量的好坏，它将对装置的生产能力产生长远的影响。

厌氧甲烷化中互养微生物种间直接电子传递的构建与强化

厌氧甲烷化中互养微生物种间直接电子传递的构建与强化 厌氧甲烷化是实现污染物能源化最现实、最有效的方法之一。氢气作为有机物厌氧氧化的产物,必须依靠耗氢微生物的持续消耗,才能维持厌氧氧化的顺利进行。 因此,在过去的半个世纪,氢气作为厌氧呼吸的电子载体,即种间氢气传递(IHT),被认为是厌氧消化的内在机理。然而,基于IHT的生物电子链接脆弱,相关微生物极易受环境条件(如pH、有机负荷、毒性抑制剂等)的影响,造成厌氧体系内氢气分压升高,破坏产甲烷代谢的平衡,最终导致厌氧甲烷化的停滞。 近年来,由电活性微生物(如Geobacter等)驱动的产甲烷微生物电解池(MEC)作为一种新型能源策略受到广泛关注。这种在厌氧消化器中直接置入电极的单室产甲烷MEC拓宽了厌氧甲烷化的途径。 更重要的是,基于Geobacter和产甲烷菌构建的MEC有望形成另一种全新的厌氧甲烷化模式——直接种间电子传递(DIET)。然而,DIET在常规厌氧体系内还存在诸多未知的问题,如DIET在厌氧系统的构建与强化、运行特性以及底物可利用性等。 基于上述考虑,本研究在常规厌氧消化器内,通过引入外加电场、填充导体材料以及投加乙醇等方式,构建并强化产甲烷DIET,维持厌氧体系内酸性平衡和产甲烷代谢的稳定。主要研究结果如下:(1)将一对石墨电极内置于上流式厌氧污泥床(UASB)反应器,构成单室产甲烷的MEC反应器。 在启动阶段,这种MEC反应器能够大幅度缩短厌氧启动时间。在酸性抑制阶段,对照反应器(无内置电极)的产甲烷代谢几乎停滞,而MEC反应器的产甲烷代谢仍可以稳定运行。

荧光原位杂交(FISH)结果表明,MEC的阴极周围富集了大量耗氢产甲烷菌,其丰度高于悬浮污泥和对照反应器20-30个百分点,这说明外加电场能够在阴极富集耗氢产甲烷菌,形成生物电化学阴极产甲烷,提高甲烷产量。采用这种单室产甲烷的MEC处理剩余污泥,能够大幅度地提高剩余污泥中有机物(如糖类物质、蛋白质和有机酸等)的分解速率。 高通量测序结果显示,MEC阳极周围富集大量Geobacter和厌氧发酵微生物,其丰度明显高于悬浮污泥和初始接种污泥。阳极周围富集的Geobacter和厌氧发酵微生物形成的互养链接是该MEC反应器中复杂有机物分解速率得到提高的重要原因。 然而,基于电子守恒,生物阴极产甲烷仅贡献该MEC全部甲烷产量的13.5%,传统的耗氢甲烷化和耗乙酸甲烷化贡献该MEC全部甲烷产量的35%,仍有超过50%的甲烷来源未知。污泥电导率结果表明,MEC内污泥电导率提高30%。 高通量测序和FISH结果显示,Methanosaeta是MEC阳极周围占主导的产甲烷菌。Geobacter与Methanosaeta形成的产甲烷DIET可能是该反应器甲烷产量的50%的主要来源,这可能是由于电极材料本身作为导体材料介入这两种微生物的互养代谢。 (2)进一步验证导体材料对于厌氧消化中产甲烷DIET的促进作用,导体碳材料(石墨、生物碳以及碳布)被填充至上流式厌氧污泥床(UASB)反应器。随着进水负荷提高,不同材质的导体碳材料均可提高甲烷产量30-45%。 当导体碳材料从厌氧消化器内被移除后,其表面附着的污泥被返回至原反应器,然而,该反应器的性能仍立即下降至与对照反应器(无导体碳材料填充)相一致,这说明反应器性能的提高与导体碳材料表面截留的生物量无关,而与导体碳

转化催化剂还原方案

转化中变催化剂还原方案编写: 审核: 审批: 山东京博石油化工有限公司石化四车间

转化、中变催化剂还原方案 一、还原目的 ①转化催化剂Z-417W、Z418W 出厂时呈氧化态，在使用前需要将其中的NiO 还原为具有活性的金属镍。还原反应如下： NiO+H 2==Ni+H 2O 此反应的热效应很小，工业装置上可以不考虑。由于该反应的平衡常数很大，反应比较容易进行。 ②中变催化剂FB-123在出厂时，其活性成分铁氧化物主要以Fe2O3形态存在。在使用前需要用H2或CO还原为Fe4O3才具有较高活性，还原反应如下： 3Fe2O3+H2==2Fe3O4+H2O 3Fe2O3+CO==2Fe3O4+CO2 在达到还原温前，一定要先配入足够的蒸汽量，才允许配入还原气进行还原，否则会发生深度还原，生成金属铁： FE3O4+H2O == FE+H2O FE2O4+CO == FE+CO2 二、转化、中变催化剂还原条件选择 1．还原介质 还原介质一般用氢气。转化催化剂还原时，工业上一般都采用湿氢还原方法。用纯氢还原的催化剂活性高于湿氢还原的活性。但用湿氢还原有许多好处，有利于提高催化剂床层入口温度，增大气体流量，保证了还原介质在每根转化炉管内分配均匀，防止还原介质中少量烃类裂解积炭，防止中变催化剂的过度还原。实际上催化剂在使用中就是处于种高水蒸汽分压的还原气氛条件下，采用湿氢还原后催化剂的活性更能代表催化剂在使用状态下的活性。转化催化剂所需蒸汽对氢的比值随着温度而改变。 2．还原温度提高温度有利于转化催化剂的还原。在整个还原期间催化剂床层入口温度应尽可能高。应维持在入口温度470~500C,出口温度800C,中变催化剂通常在200~250C就能与CO和H2发生还原反应。 3．还原压力

天然气造气工艺流程说明

天然气造气工艺流程说明一、合成氨工序造气流程： 经加压脱硫来的天然气和蒸汽混合分别送进各自的混合气 预热器预热后进入箱式一段转化炉和换热式转化炉进行转 化反应，反应后的气体和甲醇工段送来的驰放气进入二段炉。压缩送来的空气，经过空气预热器预热达到一定温度后进入二段炉，空气中的氧与转化气中的氢燃烧释放热量在二段炉内继续进行甲烷转化（当有甲醇弛放气时，配适量的纯氧）。出二段炉的工艺气体进入换热式转化炉的管间，作为热源供换热式转化炉转化管内天然气的转化，然后管间的二段转化气离开换热式转化炉进入换转炉的混合气预热器，预热进换转炉的混合气，换热后的二段转化气经过废热锅炉进一步回收热量产生蒸汽，气体降至一定温度后进入中温变换炉进行一氧化碳的变换，中温变换炉出来的气体进入甲烷化第二换热器，预热甲烷化入口气，换热后的中温变换气进入中变废锅，气体降至一定温度后进入低温变换炉，进一步将 一氧化碳变换为二氧化碳，出低温变换炉一氧化碳达到≤0.3%，经低变废锅回收部份热量产蒸汽，回收热量后的低变

气进入脱碳系统低变气再沸器预热再生塔底部溶液，最后进入低变冷却系统降温至35℃以下进入压缩工段或碳化工段。脱碳来的净化气或压缩来的碳化气进入甲烷化第一换热器预热后进入甲烷化第二换热器进一步预热，气体达到一定温度后进入甲烷化炉，残余的一氧化碳和二氧化碳在镍触媒作用下生成甲烷，使CO+C2O的含量＜10PPm，甲烷化出来的气体进入甲一换回收部份热量后进入甲烷化第一、第二冷却器，气体温度降至35℃以下送压缩加压，最后送往合成氨工序。 二、甲醇造气流程经加压脱硫来的天然气和蒸汽混合分别送进各自的混合气预热器预热后进入箱式一段转化炉和换热式转化炉进行转化反应，反应后的气体进入二段炉。空分来的氧气经预热后达到一定温度进入二段炉，氧与转化气中的氢燃烧释放热量在二段炉内继续进行甲烷转化。出二段炉的工艺气体进入换热式转化炉的管间，作为热源供换热式转化炉转化管内天然

合成氨催化剂升温还原方案资料

合成催化剂升温还原方案 一、催化剂还原前的准备工作 1、合成单元的气密试验工作已结束。甲烷化升温还原结束。 2 、各设备、调节阀、仪表元件等均处于良好状态。 3、合成回路进行氮气置换合格，合成塔吹除后，压缩机采用氮气进行系统循环，并清除过滤器中的催化剂灰。 4、排氨水的临时管道配置结束，稀氨水接收装置具备接收氨水的条件。 5 、化验室具备分析还原水汽浓度和气体成分等条件各分析仪器齐备；水汽浓度取样接管、出水取样点接管畅通。 6 、开工加热电炉具备投入运行的条件。电加热器和调压设备要处于完好状态，使用时要选派专业人员监护。 7 、对所有连接处进行检查，确认无泄漏。 8、公布升温还原方案，宣布升温还原的临时专门组织领导机构。 9、合成圈内检测仪表符合开车要求，内套管插入以前必须用化学溶剂（无水酒精等）擦洗，确保测温准确无误。 10、向已经置换并做了气密试验的系统充氨，使循环气中氨含量>1%。 11、向系统补入合格的新鲜气，压力5.0MPa。 二、催化剂的升温还原 1、第一床层为轴向层，从常温升至350℃，用8 小时，每小时40~45℃，合成回路的操作压力为5MPa 左右。 2、气量由压缩机和合成塔前的主阀、放空阀等控制，在满足升温速率的情况下，尽量提高空速，只要电炉功率允许，循环机最多开4台17m3/min 机。 3、热负荷由开工加热电炉提供，应根据设计单位提出的对加热电炉安全气量的要求进行操作，在容许的条件下加大电路功率，提高床层温度。 4、一层催化剂温度达到350℃，开始分析水汽浓度，每小时一次，严格控制出口气体中水汽浓度小于 1.5g/m3 三、还原初期 从350-420℃为催化剂还原初期 1、当催化剂床层温度达到300℃左右，催化剂便进入还原初期。此时催化剂开始出水。当达到350℃以上，出水已十分明显。应加大水汽浓度分析频率，建议每半个小时分析一次。并每两个小时测定一次进口气体中水汽含量。入塔气体水汽浓度越低越好，最大不得超过0.2g/m3。 2 、从300℃逐渐升至360℃，控制升温速率为10~15℃ /h，合成回路压力维持5MPa 左右。

CO变换操作知识问答

CO变换操作知识问答 1. 简述变换反应的原理和目的。 答：所谓变换，是指合成气中CO和蒸汽在一定的温度、压力及催化剂作用下，进行化学反应生成H2 的过程。化学方程式：CO＋H2O＝CO2＋H2 + Q目的：一是尽可能将CO转化成氢气，二是将水煤气中难以去除的有机硫化物转化为易于脱除的无机硫化物H2S。 2. 变换器入口分液罐的作用。 答：（1）脱除一部分冷凝水。 （2）脱除一部分粉尘粉尘、炭黑等固体杂质，吸附As、Cl－等。 （3）带走一部分铵盐。 3.预变反应器的主要作用 答：（1）反应器内装填有保护剂，保护剂主要是废催化剂或者低温催化剂，主要用于阻挡和过滤煤粉尘、炭黑等固体杂质，吸附As、Cl－等对催化剂有毒害作用的组分，以保护耐硫变换催化剂的活性，避免中毒和延长催化剂的寿命。 （2）有一定的变换能力，变换一部分二氧化碳，减低后部反应符合。 （3）为中变提供一部分的反应热量。 4.为什么要设置两段中温变换和一段低温变换。 答：主要是解决速率和速度的问题，在较高的温度下以很快的速度将大部分CO变换成CO2，在较低的温度下尽可能将CO转化成氢气。如果只用中变，中变的催化剂装填量很大，消耗的水蒸气也多，采用低变，催化剂总装填量下降，消耗水蒸汽量下降，热回收效率高，有效能损失少，热交换设备换热面积可减少1/2左右，可以节省投资，得到较好的经济效益。5.为什么变换要选择耐硫催化剂。 答：因为汽化炉出来合成气H2S含量有0.15%。如果变换之前采用氧化锌脱硫，所需要的氧化锌装填量太大，运行成本高，经济效益差。选择耐硫催化剂有利于流程的设置，克服冷热病，有利于热量的平衡，提高热效率。 6. 变换入口气体为什么要有一定量的硫化氢。 答：变换催化剂在硫化态才具有比较高的活性，硫化反应是可逆的反应。如果气体中的硫化氢浓度较低，催化剂会出现反硫化，使催化剂被还原，催化剂的活性大幅度下降。所以要求工艺气硫含量大于0.01%。 7. 耐硫催化剂的种类和特点。 答：中变催化剂按组成分为铁烙系及钴钼系两大类。铁烙系催化剂活性高、机械强度好，能耐少量硫化物、耐热性能好，寿命长，成本较低；钴钼催化剂的突出特点是有良好的抗硫性能，适用于含硫化物较高的煤气，但价格昂贵。 主要系列：齐鲁的QCS，青岛联信的QBD，盘锦C25和厦门大学XH等等。 8.齐鲁QCS-01变换催化剂性质。 答：QCS-01催化剂是一种含有新型组份和特殊助剂的钴钼系一氧化碳耐硫变换催化剂。催化剂具有优良的机械强度；催化剂活性高、选择性和稳定性好；催化剂对高空速，高水气比的适应能力强，操作弹性较大，催化剂使用寿命长，一般为３～８年。适适用于以重油、渣油部分氧化法或煤气化法造气的变换工艺，促进含硫气体的变换反应。温度：200～500℃，压力：1.0～10.0Mpa，空速：1000～4000h-1(干气，最高可达6000h-1)，水气比：0.3～2.0，工艺气硫含量≥0.01% (v/v)。 物化性能 颜色及形状单位氧化态为浅绿色，条形 外形尺寸mm 直径Ф3.5～4.0

合成塔触媒升温还原方案

氨合成触媒升温还原方案 一、概述： 合成塔所装触媒为未还原型和预还原型触媒，使用前必须将其还原成α-Fe才能起到催化作用，触媒升温还原是催化剂投入使用前的最后一道工序，还原的好坏直接影响到触媒的使用寿命、活性及操作情况，合理控制还原过程的各种操作参数，对获得性能良好的触媒至关重要。 二、质量要求： 1、触媒的升温还原，必须在触媒厂家的指导下进行。 2、事先准备好升温还原曲线严格按照触媒厂家提供的升温还原曲线进行触媒的升温、恒温、还原。操作过程中，及时画出实际升温还原曲线。 3、触媒还原采用分层还原法进行，还原操作要力求稳定，升温、升压不得同时进行。 4、还原过程中，应保持开工加热炉出口温度与触媒层热点温度之差应不大于150℃，末期应不大于50℃ 5、升温还原时，合成回路压力应在8.0-10.0MPa下操作。 6、为防止氢脆按要求进行暖塔。 7、还原过程中，控制出塔水汽浓度：预还原型≤1000ppm，氧化型：2500～3000 ppm，入塔水汽浓度≤200 ppm。 三、还原具备条件： 1、合成触媒按要求全部装填完毕，系统气密查漏，气密试验结束。 2、合成系统氮气置换合格，精制气置换O2≤1000ppm，H2在75-80％。

3、合成气压缩机具备开车条件。 4、仪表各调节阀，仪表元件均处于良好状态。 5、排氨水的临时管道配置结束，具备接收氨水条件。 6、冷冻系统氨置换合格，冰机运行正常。 7、开工加热炉烘炉结束，具备点火条件。 8、升温曲线图已准备就绪。 9、化验室具备分析水汽浓度及其它气体成份的条件。 10、分子筛程序调试正常，具备投用条件。 11、系统气密结束，合成回路压力保持0.8MPa。 12、废锅中加入40%的锅炉给水。 13、公用工程具备投用条件。 四、触媒升温还原： 1、阀门开关情况： 1)应开阀门：HV0001开20~30%、全开开工加热炉手动阀、TIC-0005、 水冷器上回水阀。 2)应关阀门：TIC-0002、HIC-0003、UV0007、UV0008、TIC –0001、 E-6和E-7加氨阀，V1和V2放氨阀，V2去尿素及氨库切断阀。 2、升温还原步骤： 1)按正常开车程序，开启合成气压缩机，达调速器最低转速，并确认无问题后，开UV-0007旁路向合成系统充压(在开车过程上，根据P1-0001指示与压缩机出口压力提前打开HV-2002/2001)。 2)当合成气压缩机循环段出口压力与合成系统压力平衡时开

甲烷化工艺设计

合肥学院 Hefei University 化工工艺课程设计 设计题目：甲烷化工艺设计 系别：化学与材料工程系 专业：化学工程与工艺 学号： 姓名： 指导教师： 2016年6月

目录 设计任务书 (1) 第一章方案简介 (3) 甲烷化反应平衡 (3) 甲烷化催化剂 (3) 反应机理和速率 (4) 甲烷化工艺流程的选择 (6) 第二章工艺计算 (7) 求绝热升温 (7) 求甲烷化炉出口温度 (7) 反应速率常数 (7) 求反应器体积 (8) 换热器换热面积 (9) 第三章设备计算 (9) 甲烷化反应器结构设计 (11) 计算筒体和封头壁厚 (11) 反应器零部件的选择 (12) 物料进出口接管 (13) 手孔及人孔的设计 (15) 设计心得 (16) 参考文献及附图 (17)

设计任务书 设计题目：甲烷化工艺设计 设计条件及任务 进气量：24000Nm3/h 出口气体成分“CO≤5ppm,CO2≤5ppm” 设计内容 变换工段在合成氨生产起的作用既是气体的净化工序，又是原料气的再制造工序，经过变换工段后的气体中的CO含量大幅度下降，符合进入甲烷化或者铜洗工段气质要求。 选定流程 确定甲烷化炉的工艺操作条件 确定甲烷化炉的催化剂床体积、塔径及床层高度 绘图：（1）工艺流程图；（2）甲烷化炉的工艺条件图 设计说明书概要 目录：设计任务书，概述，热力计算，结构设计与说明，设计总结，附录，致谢，参考文献，附工艺流程图及主体设备图一张（要求工艺流程图出A2以上的图，要求主体设备用AutoCAD出A2以上的图） 概述 热力计算（包括选择结构，传热计算，压力核算等） 结构设计与说明 设计总结 附录