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C U O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外同类产品的领先地位。

二、产品主要使用条件

使用温度：210℃～270℃(床层中部温度)

正常操作温度：220℃～260℃(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

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％。

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、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10mm～20mm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10mm～20mm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-1~~400h-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50℃~~130℃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）

4.2.11 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（210℃~270℃出口气体温度）围，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℃/h~30℃/h的降温速度降至150℃，切换为氮气或蒸汽，当炉CO+H2<0.1%后，保持炉微正压，在气流中配入0.1%~0.3%的氧，小心调节温度使其不超过210℃~230℃，即温升控制在50℃~60℃左右，稳定一段时间，当温度趋于下降重新达到150℃~170℃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。