甲烷化催化剂保护方案
合成氨甲烷化催化剂装填方案Microsoft Word 文档
陕西黄陵煤化工有限责任公司合成氨项目甲烷化催化剂装填和升温还原方案编制：审定：批准：有限责任公司二0一四年五月J108-2Q甲烷化催化剂装填、还原方案一、装填前的准备工作：1、对甲烷化系统的管道、设备、阀门、仪表、电炉等设备作一次全面检查，还原气体的组分含量、各个参数都必须符合还原条件。
2、催化剂没有装填前要注意防雨、防水。
3、准备充足的Φ10～15可以耐高温的氧化铝球或钢球（氧化铝球大小具体按照设计方的要求）。
4、准备好吊斗、筛子（掉到地上的催化剂必须经过筛选后再装填）、磅秤、帆布袋（或消防软管）、记录工具、卷尺、搗棍等。
5、吹净设备以及管道内的积水、灰尘、油污等杂质，特别是铁屑，是生成高级烃类的物质。
二、人员组织1、总指挥：负责填装期间的总协调，处理填装中出现的主要问题；对装填工作全面负责。
2、现场总负责人：负责现场装填装提案工作，落实填装方案及现场人员的安排，协助处理填装中出现的问题；对吸附塔填装情况进行全面检查。
3、安全监察指挥：负责安全工作实施的监督，监管安全消防设施正常使用和现场的安全管理。
4、安全负责人：配合安全部的安全监管工作。
5、设备负责人：为填装工作提供技术支持，并解决填装过程中的技术问题。
6、参与填装单位：三、催化剂装填装填原则：保证每一层装填密实，以免造成床层下沉过大和气流分布不均。
1．在进行催化剂装填之前，应仔细检查甲烷化塔，保证无一切杂物。
2．通常甲烷化催化剂在装填之前应过筛，因在运输过程中难免会出现粉尘和碎片，因而在装填前须用8～10mm筛网进行过筛，本催化剂由于采用了静态生产工艺，粉尘和碎片少，从带孔的溜槽溜过即可。
3．催化剂床层上下部分均须装耐火球（Φ10～15），耐火球装填高度应以我公司现场人员和塔器设计厂家现场服务人员共同确定，一般100mm左右。
耐火球和催化剂层之间用不锈钢丝网隔开。
装填时催化剂自由下落高度不应大于0.5米，同时不应将催化剂从某一位置倒进塔内堆成一堆后再扒平，防止小粒度和粉尘留在堆中心，而较大颗粒滚向边缘，导致气体分布不均匀。
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展甲烷化是指将一氧化碳和氢气催化反应生成甲烷的一种反应。
由于甲烷本身是一种重要的化学品和燃料，因此寻找高效的催化剂和研究反应机理受到了广泛的关注。
在过去的几十年里，科学家们在甲烷化催化剂及反应机理的研究方面取得了一系列重要的进展。
本文将对甲烷化催化剂的种类和催化机理进行综述。
一、甲烷化催化剂1、铜基催化剂铜是一种优秀的甲烷化催化剂，其在高温和高压下能够促进CO和H2生成甲烷。
铜催化剂通常由氧化铜和还原剂还原所得。
在铜催化剂中，钠或钾通常是常见的还原剂。
由于其热稳定性和催化活性，铜催化剂被广泛应用于工业上的甲烷化反应中。
钴是另一种常见的甲烷化催化剂元素。
与铜催化剂不同的是，钴催化剂需要在低温和中压下使用。
其具有优异的电化学性能，对于甲烷化反应的催化效果也很好。
钴催化剂通常由镁和钴盐还原所制得。
二、甲烷化反应机理甲烷化反应机理是指在甲烷化反应中，CO和H2分子在催化剂的作用下生成甲烷分子的过程。
目前，科学家们已经清楚地了解了甲烷化反应的一些关键步骤和机理。
以下是甲烷化反应的一般机理：1、CO的吸附甲烷化反应首先需要吸附CO分子到催化剂上，这个过程是通过甲烷化催化剂表面上的铜催化位点实现的。
在这个步骤中，CO分子与催化剂表面的催化位点形成吸附式。
2、氢分子的吸附甲烷化反应的另一个关键步骤是氢分子的吸附。
在催化剂上的氢催化位点中，氢分子吸附并形成吸附式。
3、CO的加氢在甲烷化反应的下一个步骤中，CO分子受到氢分子的加氢作用，生成CH3OH（甲醇）和CO2。
4、CH3OH的解离最后，甲醇分子经过催化剂表面的解离，生成甲烷分子。
这一步骤释放了活性汇集的甲烷分子。
综上所述，科学家们已经发现了甲烷化催化剂的种类和反应机理，进一步促进了甲烷化反应在各个领域的应用。
未来，科学家们还将继续研究新型的甲烷化催化剂和改进现有的催化剂，以进一步提高甲烷化反应的效率和可持续性。
完全甲烷化催化剂的制备及优化
完全甲烷化催化剂的制备及优化摘要：现如今我国正处于21世纪快速发展的新时期，完全甲烷化技术是煤炭制取合成天然气的关键技术，国内的完全甲烷化技术，尚处于研发阶段，除了引进的煤制合成天然气的甲烷化工业装置稳定运行外，只有大唐化工研究院自主开发的SNG催化剂实现了大规模工业化应用，各项性能指标均优于同类型进口催化剂。
完全甲烷化催化剂在高温下长周期运行，高温聚集是导致催化剂失活的原因，因此需要加入助剂提高其耐温性和稳定性。
通过对催化剂组成进行表征分析，并对甲烷化反应工艺条件进行优化，可为煤制天然气完全甲烷化技术的国产化提供技术支持。
关键词：甲烷；完全甲烷化；催化剂；载体；助剂；工艺条件引言随着我国经济的迅速发展，能源和环境的矛盾日益突出，化石能源的综合利用迫在眉睫。
我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家，煤炭储量丰富，尤其是低阶煤炭储量较大。
而目前我国煤炭的主要利用形式是直接燃烧，该方法不仅能源利用效率低，且对环境污染严重。
因此，发展洁净、高效的煤化工技术具有非常重要的意义。
近年来，煤制天然气作为国家鼓励的新型煤化工示范产业，正逐渐形成产业规模，有望成为天然气来源多元化的有益补充。
煤制天然气与其他煤化工技术相比，工艺流程相对简单，技术成熟可靠，是我国煤化工行业重要的产业，对我国能源可持续发展具有重要的意义。
煤制天然气包括煤气化和甲烷化两大核心技术，其中煤气化技术的研究已比较成熟，而我国对合成气甲烷化技术的研究相对较晚，且受到国外技术的封锁，因此煤的甲烷化技术已成为我国能源方面研究的热点。
而甲烷化催化剂的制备作为合成气甲烷化的关键技术，对其进行深入研究不仅有助于F－T合成反应和碳一化学的发展，还能促进甲烷化工艺的完善，为我国煤制天然气的工业化奠定基础。
1催化剂中活性组分作用及特点因为催化剂的特殊性，其活性组分的一般在元素周期表上集中在第八族过渡金属，其中最常用的为Ni。
Ni基催化剂有着众多的优点，如与一氧化碳结合后甲烷化效果好，具有与甲烷相互兼容的特点，没有排斥性，且其价格相对较低，在工业的生产发展上有着非常好的经济基础。
J105型甲烷化催化剂培训材料
J105型甲烷化催化剂培训材料很多化肥生产都用到甲烷化催化剂，特别是J105用得较多，现将手里的一些有关培训资料上传，请大家看后多给鼓励J105型甲烷化催化剂培训材料一、产品用途及特点1、用途：用于合成氨及制氢装置中，将合成气中少量碳氧化物（一般CO+CO2＜0.7％）在本催化剂作用下与氢反应生成水和惰性的甲烷，以保护氨合成催化剂。
2、特点：本催化剂以镍为活性组分,采用独特工艺添加氧化镁(MGO)、稀土元素(RE2O3)为促进剂,使该产品具有优异的活性、热稳定性及抗毒性,其质量国内领先并超过国际上同类产品水平。
二、物化性能1、物理性能：外观：灰黑色圆柱体规格：φ5×4.5~5.5mm堆密度：900~1200㎏/m32、化学组成：镍(Ni) ≥21.0%氧化镁(MG O):10.0~14.5%氧化铝(AI203) :24.0～30.6%稀土元素:7.0~10.0 %三、质量指标（执行标准：HG2509-2004）四、催化剂的升温还原1、甲烷化催化剂使用前为什么要升温还原？还原过程中有那些化学反应?甲烷化催化剂使用前,是以镍的氧化物形式存在,所以使用时必须还原活化,在还原剂(H2、CO)被氧化的同时,多组分的催化剂中的NiO被还原为具有活性的金属镍,并在还原过程形成了催化剂的孔道,而AI2O3不会被还原,起着间隔和支撑催化剂的作用,使镍处于均匀分散的微晶状态,催化剂也获得了具有较大的比表面、较高的活性和热稳定性。
还原过程中有以下化学反应:NiO+H2==Ni+H2O△Ho298＝2.55kJ／moINiO +C O＝Ni I+H2O△Ho298＝30.25kJ ／moI2、甲烷化催化剂升温用何介质?并注意哪些事项?升温用介质,可用纯N2、工艺气、H2-N2气、空气,不能用水蒸汽、天然气、燃烧气、还原介质也不能用合成吹除气（吹除气中NH3对Ni有影响）。
若采用风机循环升温时，开启风机，采用蒸汽加热器、电加热器、加热纯N2，操作中保持循环量在6000~10000m3／h，可根据加热能力适当提高升温速度。
基于催化剂防护及SNG品质的甲烷化工艺设计
摘要：描述了甲烷化过程中发生的主要反应，指出多级循环绝热固定床是适合完全甲烷化的成熟工艺。着重分析 了甲烷化催化剂４种失活模式：高温烧结、硫中毒、析碳及羰基镍形成带来的活性流失，指出有效的应对措施是：循 环气稀释进气ｃ０反应浓度、进一步深度脱硫、保持高温水汽比及开停车过程Ｎ：置换。基于煤基合成气甲烷化过 程中所有耗氢反应物质的量的配比平衡，推导了进气组分配比模数公式，提出了以平衡模值为基点建立模数调节 区间的方法，端点模值对应ｓＮＧ最低的质量保证值。实例证明以此方法可得到预期的ｓＮＧ组分，并验证了所得 ｓＮＧ是一种优质清洁的替代性天然气。 关键词：完全甲烷化；催化剂；失活；模数；ｓＮＧ 中图分类号：ＴＱ
催化剂对ＣＯ变换反应［反应（３）］有选择性，甲烷 化过程中高水汽比环境促进了ｃＯ向ｃＯ，的转化，
气甲烷合成属于高温完全甲烷化过程。处于高温及
高ｃＯ分压下的催化剂防护及通过进气配比模数化 控制ｓＮＧ品质是甲烷化工艺设计中重点考虑的问
伴生等量的Ｈ。并通过反应（２）保持了合成甲烷总 量的平衡。甲烷化过程中温度达到１７０ ｏＣ以上时， 一定分压的ｃＯ会发生歧化反应［反应（４）］，造成
ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ
ｃａｎ
ｇａｓ（ＳＮＧ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
Ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｅｘａｍｐｌｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ＳＮＧ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
ａｓ ａ
ｂｅ
ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｓｕｃｈ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ＳＮＧ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｉｓ ｐＩ．ｏｖｅｎ
ｈｉｇｈ—ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｌｅａｎ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｎａｔｕＩ．ａｌ ｇａｓ．
近似为［７２×９（ｃｏ）］ｏＣ，为了避免羰基镍的形成并 兼顾催化剂的起活温度，Ｒ１的进口温度一般设定为
不钝化快速更换部分甲烷化催化剂总结
层 上 部分 催 化 剂 ， 主要 是 解决 以下 ３个 问题 ： （ ）如 何 采 用 不 钝 化 更 换 催 化 剂 的 方 法 ， １ 节 约钝 化 时 间且 保护 不需 更 换部 分 的催 化 剂 活性 。
我公 司原 料气 净 化 分 为 １ ２ 、 两 套 系统 ， 采 用并 联操 作 ， 单套 系统 合 成 氨 生 产 能 力 为 ９万 ｔ ／ ， ａ 甲烷 化 催化 剂 采 用镍 系催 化 剂 ， 作 压 力 ２ ５ 。 操 ． Ｍ ａ ０ １ ７月 ， Ｐ 。２ ０ 年 由于 生 产 需要 ， 系 统 净 化 工 １ 段 甲烷 化催 化剂 全 炉换 新 ， 用 Ｊｏ 采 ｌ５型 甲烷 化催 化剂 ， 装填 情况 见 图 １ 其 。
产中， 甲烷 化炉 出 口微 量持续 较 高 。通 过分 析 ， 我 们判 断 可能 是第 一 层 和第 二层 上 部催 化 剂 因为超
温导 致活 性 降 低 ， 时 在 充 氮 降 温 时 可 能 因 为 氮 同
× ×
×
Ｚｎ０
气空速 过 大造 成 床 层 偏 流 ， 内 保 温层 也 可 能存 炉 在短 路 的现 象 。 ２０ ０２年 ７月 大 修 时 ， 决定 更 换 ｌ 统 甲烷 化 系 催 化剂 。从 该 炉 甲烷 化 催化 剂 运 行情 况 和 超 温情 况来看 ， 三层 和第 二层下部催 化剂 活 性没 有受到 第 影 响 ， 果 将 这 部 分 催 化 剂 与 其 余 催 化 剂 同时 更 如 换， 则浪 费较 大 ； 只 更换 第 一 层 和第 二 层 上部 催 若 化剂而保 留其余 的催 化剂 ， 以往 的办法 则需 要较 按 长 时间的 降温 氧 化且 氧 化 过程 中稍 有不 慎 就会 造 成 甲烷化催 化 剂 超 温烧 结 而失 活。操 作 上 不 易控 制， 而且 催化 剂 氧 化后 再 还 原 ， 活 性 和 强度 也 将 其 大 为降低 。因此 最 佳 的 途径 是 在不 钝 化 的前 提 下 更换第 一层 和第二 层上 部分 甲烷 化催 化剂 。
甲烷化催化剂保护方案
甲烷化催化剂保护方案
编写依据：
1、合成车间甲烷化岗位操作规程和工艺流程图。
2、甲烷化催化剂使用相关的资料及操作注意事项。
编写目的：
在长时间停车或检修情况下，为了防止空气进入甲烷化炉触媒被氧化，特制定此方案。
主要内容：
1、脱碳，甲烷化系统停车。
2、对甲烷化系统进行置换，置换时用中压氮气，置换时气体在PV0801排放。
3、置换时要反复充卸压，取样分析可燃气体（CO ,H2,CH4)浓度小于%为置换合格。
4、置换合格后甲烷化系统压力泄至。
5、甲烷化炉出口法兰和入口截止阀前法兰处加盲板（先加出口，然后甲烷化炉充压至保压，关闭入口截止阀，再加入口）。
6、甲烷化炉出口法兰加盲板时要保证气体向外排放。
7、甲烷化炉保压待用（长时间停车，无压力可用氮气钢瓶充压）。
示意图:。
关于甲烷化催化剂的一些探讨
良好 的活 性 ， 当 原料气 中Ｃ Ｏ 体 积分 数不 大于 １ ． 时， 在２ ６ ０ －３ ０ ０ 内可将 Ｃ Ｏ出
口体积 分数 降至 １ ｆ ｌ ０ ＿ Ｉ ４ 以下 ； Ｃ Ｏ出口体积 分数 的最低值 随原料 气 中Ｃ Ｏ 含量 的 增加 而增大 ， 当原料气 中ｃ Ｏ 含量 增加到 一定程 度时 ， 需采用温度 梯级 甲烷化法 才能 将 Ｃ Ｏ出 口体积 分 数 降至 １ １ １ ０ — ４ 以下 ； １ ２ ０ ｈ 的稳 定 性实验 结 果表 明 ， Ｎｉ — Ｒ ｕ ／ Ｚ ｒ Ｏ ２ 催 化 剂具 有 良好 的稳定 性 ， Ｃ Ｏ 转 化率 均保 持在 ９ ９ ． ５ ＆ ／ ｏ 以上 。 结论 （ １ ） 在微 通道 反应器 中， Ｎ 卜Ｒ ｕ ／ Ｚ ｒ （ ） ２ 催化剂 对 Ｃ Ｏ 选 择性 甲烷 化反 应具 有 良好 的活 性 。 当原料 气 中Ｃ Ｏ 体 积分 数不 大于 １ ． ０ ％时 ， 在２ ６ ０ －３ ０ ０ 内均 可将 Ｃ Ｏ 出 口体 积分 数 降至 １ １ １ ０ － ４ 以下 。 （ ２ ） 随原料气 中ｃ ｏ 含量 的增 大 ， Ｃ Ｏ 转化率达 到最大值 时 的反应温度 相应提
应用 技 术
●Ｉ
关 于 甲烷 化 催 化 剂 的一 些 探 讨
尚 进
（ 辽宁 大唐 国 际阜新 媒 制天 然气 有 限责 任公 司 １ ２ ３ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要］ 本文 主要 探讨 和总 结 了关 于各 种 甲烷化催 化 剂 的应用 方法 和 原理 等 【 关键 词］ 甲烷化 ； 催 化 剂 中图 分类号 ： ０６ ４ ３ ． ３ ６ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ ２ ９ １ — ０ １
甲烷化催化剂使用经验总结
[ 文章编号 ] 1004- 9932( 2010) 05- 0014- 02
我厂的弛放气除供生活区使用外, 多余的部 分均排放掉了 , 既浪费能源又污染环境。如果能 有效利用这部分弛放气 , 充分发挥其潜能, 对我 厂节能降耗和减少排放将很有益处。我厂共有 8 台锅炉, 其中 2 台为链条锅炉 , 一直燃用混煤或 洗混煤, 煤质较差。于是针对燃用混煤的燃烧性 能、发热量等特点 , 对燃煤锅炉和弛放气输送系 统进行了综合论证 , 认为通过掺烧弛放气, 可以 使煤粒充分燃烧, 提高锅炉的热效率, 同时也减 少混煤的使用量。 1 锅炉燃烧机理 锅炉采用的是微负压操作, 弛放气流经 57
), 男 , 陕西 兴 平人 , 助 理工 程
我公司合成氨装置采用天然气换热式纯氧两 段蒸汽转化、中变串低变、苯菲尔脱碳、甲烷化 精制工艺。精制工序有 3 套甲烷化系统 , 即 期 大甲烷化系统、 期小甲烷化系统和 ! 期甲烷化 系统 , 原设计配套的合成氨产能分别为 60 kt/ a、 30 kt / a 、 60 kt / a , 目前 3 套 系统 已能 满足 220 kt / a 合成氨的要求。在强化工艺管理的基础上 , 通过不断努力 , 甲烷化催化剂的使用寿命连创新 高。 !期甲烷化系统最近一炉催化剂使用了 8 年 零 1个月 ( 2000 年 8 月 2008 年 9月 ) , 期大 甲烷化系统最近一炉催化剂使用了 9 a ( 1996 年 10 月 2005 年 11 月 ), 期小甲烷化系统最近 一炉催化剂使用了 6 年零 6 个月 ( 2003 年 3 月 2009年 10 月 ) , 而且使用期间精制气微量一 直在控制指 标以内 ( 2 ∀ 10
一般升温加热炉是中变、低变、甲烷化 3 种 催化剂升温共用, 因此其他升温还原系统会与甲 烷化升温还原系统相连。为防止其他气体窜入 , 要求不使用的流程 管线和阀门必 须加盲板或断 开, 这是升温还原成败的关键一步。另外, 生产 系统特别是造气部分各工序都有充氮阀 , 而大部 分充氮阀是后来加的, 要确保有止逆阀或者阀门 好用 , 保证升温还原过程中其他含 CO、 CO2 等 的气体不随氮气进入升温还原系统。在升温还原 前要对管线、阀门逐个检查 , 能断开的一定要断 开, 因为还原过程出现的问题大多是其他气体窜 入造成的。 ( 2) 升温还原过程 升温还原一般用氮气或工艺气升温。必须保 证升温气体不含水蒸气和天然气。升温阶段根据 加热炉的能力尽可能加快提温速度 , 尽快使各床 层温度达到 250 ∃ 。升温阶段严禁含有 CO 的气 体进入系统。控制炉内各点温度均大于 250 ∃ , 系统中 O 2 含量小于 0 5 % , 开始 氮气配氢。要 求配氢气中 CO + CO2 含量小于 1 % , 不含 H 2 S。 配氢气源最好用二次脱 碳气。氮气配 氢时, H 2 含量从 3 % 开始, 逐步加大至 20 % 。还原主期要 保证一定的氢浓度 ( H 2 含量大于 20 % , 最好达 到 50 % 以上 ) , 以保证还原效果。还原主期严格 按还原曲线进行, 严防超温。一般还原超温是由 于入口 CO + CO 2 超标 , 因此应定时分析入口气 CO + CO2 含量, 特别是 CO 含 量 ( CO 含 量 % 1 % , 可能导致 还原失败 ) 。还原进入 后期应深 度还原 4~ 6 h , 此时床层温度应达到 420 ∃ , 入 口气 H 2 含量大于 50 % 。炉出口 CO + CO2 含量 小于 10 ∀ 10 可以认为还原结束。
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。
制氢甲烷化催化剂的性质和使用
制氢甲烷化催化剂的性质和使用在制氢和制氨装置中，甲烷化是气体净化的最后步骤。
工艺气中少量的碳氧化物（一般为CO、CO2），在甲烷化催化剂的作用下，与氢反应，生成易于除去的H2O和惰性的CH4，从而达到净化气体，保护下游催化剂的目的。
甲烷化过程是一种既方便又经济的气体净化方法，在现代制氢厂和氨厂设计中被广泛采用的工艺之一。
1．1甲烷化催化剂的物理性质和化学组成：1．6．1物理性质表5-19 甲烷化催化剂的主要物化性质以上几种催化剂都是以镍为活性组份，氧化铝为载体，J105催化剂以MgO和Re2O3为促进剂，具有较高的活性和热稳定性；J103H 为预还原型催化剂，含有5%以上的还原镍，使用中可缩短升温还原时间，及早投入运转。
1．1．2化学组成表5-20 甲烷化催化剂的主要型号与化学组成①Re2O3 —稀土氧化物，②含5%以上还原态镍1．1．3化学反应式：CO＋3H2＝CH4＋H20 Q= -206.28KJ/molCO2＋4H2＝C H4＋2 H2O Q= -165.09KJ/molO2＋2H2＝2H2O Q= -483.99KJ/mol 在操作的过程中，每1% CO转化的绝热温升为72℃，每1% CO2转化的绝热温升为60℃。
5.6.2催化剂的装填、还原和钝化5.6.2.1催化剂的装填对甲烷化催化剂的装填应引起充分的重视。
因为该催化剂是在高转化率的条件下操作的，一般入口气中的CO+CO2为数千ppm，而出口仅几个ppm，几乎百分百地转化。
如果催化剂装填不均匀，产生沟流，使部分原料气短路穿透，将导致出口微量上升而产生严重的后果。
所以在装填前，应仔细检查反应器，清除一切杂物。
若运输过程中因搬运不当造成粉尘或碎片增多时，应过筛除去。
以防碎粒催化剂堵住反应器出口的筛网。
检查合格后，铺上一层厚度为50~100mm，直径为10~15的而耐火瓷球或瓷环，但任何一种材料的熔点均应超1000℃。
装催化剂时，应保证催化剂在床层内分布均匀，一般采用布袋软管或人进入反应器内的方法将催化剂均匀铺设，严禁采用将全部催化剂从某一位置倒入反应器内，堆成一堆后再耙平的做法。
甲烷化技术及催化剂
甲烷化技术及催化剂甲烷化就是利用催化剂使一氧化碳和二氧化碳加氢转化为甲烷的方法，此法可以将碳氧化物降低到10ppm以下，但需要消耗氢气。
一、加氢反应CO+3H2=CH4+H2O+206.16KJCO2+4H2=CH4+2H2O+165.08KJ此反应为强放热反应，有氧气存在时，氧气和氢气反应会生成水，在温度低于200℃，甲烷化催化剂中的镍会和CO反应生成羰基镍：Ni+4CO=Ni(CO)4因此要避免低温下，CO和镍催化剂的接触，以免影响催化剂的活性。
甲烷化的反应平衡常数随温度增加而下降，作为净化脱除CO和CO2作用的甲烷化技术，反应温度一般在280～420℃之间，平衡常数值都很大，在400℃、2.53Mpa压力下，计算CO和CO2的平衡含量都在10－4ppm级。
湖南安淳公司开发的甲烷化催化剂起活温度210℃，使用温度为220～430℃之间。
进口温度增加，催化剂用量减少，压降和功耗有较大的降低。
这部分技术在国内已经非常成熟，而且应用多年。
目前，甲烷化技术已经用在大规模的合成气制天然气上，因此最大的问题是催化剂的耐温及强放热反应器的设计制作上。
二、甲烷化催化剂甲烷化是甲烷蒸汽转化的逆反应，因此甲烷化反应的催化剂和蒸汽转化催化剂一样，都是以镍作为活性组分，但是甲烷化反应在温度更低的情况下进行，催化剂需要更高的活性。
为满足上述需要，甲烷化催化剂的镍含量更高，通常为15～35％（镍），有时还需要加入稀土元素作为促进剂，为了使催化剂能承受更高的温升，镍通常使用耐火材料作为载体，且都是以氧化镍的形态存在，催化剂可压片或做成球形，粒度在4～6mm之间。
催化剂的载体一般选用AI2O3、MgO、TiO、SiO2等，一般通过浸渍或共沉淀等方法负载在氧化物表面，再经焙烧、还原制得。
其活性顺序为：Ni／MgO<Ni／AI2O3<Ni／SiO2<Ni／TiO2<Ni／ZrO2稀土在甲烷化催化剂中的作用主要表现在：提高催化剂活性和稳定性、抗积炭性能好、提高了催化剂耐硫性能。
不同工艺条件下CO甲烷化催化剂的稳定性
第31卷第5期 2015年10月化学反应工程与工艺C hem ical R eaction E ngineering and TechnologyVol 31, N o 5Oct. 2015文章编号：1001—7631 ( 2015 ) 05—0459—10不同工艺条件下C O甲烷化催化剂的稳定性魏雪梅，唐浩东，李鑫，刘化章浙江工业大学工业催化研究所，浙江杭州310014摘要：为开发性能较优的合成气甲烷化催化剂，采用固相混合法制备了20%Ni/Al2O3催化剂，通过H2程序升温还原（迅-TPR)和X射线衍射（X R D)表征发现，简单固相混合法制备的催化剂具有较好的分散性和还原性能。
考察了压力、温度、空速和进料比（迅与C O的体积比）等不同操作条件下该C O甲烷化催化剂的稳定性，结果表明：在C O甲烷化反应体系中随着温度、压力和进料比的增大，催化剂稳定性增强；空速增大，催化剂稳定性降低。
采用X R D和H2程序升温表面反应（氏-T P S R)技术对催化剂失活原因进行了探讨，发现催化剂由于表面沉积无定形胶质碳（^)而失活，升高温度和压力会使催化剂表面活性碳物种（C J向更稳定的蠕虫状碳（C v)和石墨型碳（Q)沉积，从而催化剂稳定性增强。
关键词：一氧化碳甲烷化催化剂催化稳定性中图分类号：TQ138.1+3 文献标识码：A煤制天然气的核心技术是煤气化技术和甲烷化技术，故开发国内自主产权且具有较优性能的甲烷 化催化剂是煤制天然气技术的核心问题之一。
N i基催化剂是目前国内外最常用的甲烷化催化剂[1-3]，但在甲烷化反应中，不同反应条件下催化剂呈现的活性[4]、催化剂失活的速率[5,6]、催化剂的稳定性[7]有很大不同。
托普索公司在上个世纪七八十年代就发现催化剂存在灸失活现象[8,9]，近年N g u ye n等[3]报道了反应后催化剂失活原因分析，发现随着温度从330 °C升高到370 °C，催化剂表面胶质碳减少，失活现象减轻。
甲烷化合成催化剂
甲烷化合成催化剂（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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甲烷化预还原方案
甲烷化催化剂装填、升温还原方案1准备工作1.1 催化剂运至装填现场，并用篷布覆盖在催化剂桶上面，注意防潮、防爆晒。
1.2 对甲烷化塔系统的设备、管道、阀门、电气、仪表等进行一次全面检查，其型号、规格、位置等符合工艺要求。
1.3 催化剂装填前，必须将整个系统进行彻底吹净工作，把设备、管道内杂物、积水等吹除干净。
1.4 准备好装填催化剂所用工具用品，如卷尺、安全照明灯、吊斗、磅秤、木板、填实催化剂的专用工具、￠150、长～4.0 m的帆布袋、劳保用品、记录本等。
准备一个孔径在2.5~3.5mm的平板筛。
1.5 核对好催化剂型号、数量以备用。
2 催化剂装填2.1当甲烷化反应器清理完毕后，封闭装填中可能落入的管道及热电偶套等处。
下层按规定铺设耐温瓷球。
2.2 甲烷化催化剂装填前需要过筛。
将孔径2.5～3.5mm平板筛斜支于一个平台，倾斜角50～600，催化剂在平台上往筛子上部均匀倒下，催化剂沿筛面溜下，除去运输过程中可能产生的少量灰。
筛后催化剂及时装填入炉。
2.3催化剂装填采用料斗装料下接帆布软管（或者塑料软管）的方式，催化剂沿帆布袋缓慢装入反应器，并采取分散撒布，以提高装填的均匀性。
2.4 装填催化剂时应尽量减小催化剂颗粒的自由落差高度，一般控制自由落差高度小于500mm，以防摔碎催化剂。
2.5 当装至设计规定位置相平时，应扒平催化剂表面.2.6 甲烷化反应器应及时封好各管口，保护好催化剂防止吸潮及吸附有害物质。
3 注意事项3.1 装填催化剂时应尽量选择天气晴朗的时间，避开阴雨天，确保催化剂不受潮。
3.2装填人员进入塔内，不得直接站在催化剂上，而应站在放置于催化剂层表面的木板上。
3.3催化剂装填完后应及时上盖密封进行升温还原。
4 催化剂的升温还原4.1准备工作4.1.1专人负责，统一指挥：催化剂的升温还原过程中。
设立专门的开车领导小组，专人负责整个催化剂的升温还原过程的协调和指挥。
4.1.2 组织人员认真学习催化剂性能及催化剂装填、还原等技术要领。
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展
甲烷化催化剂及反应机理的研究进展引言甲烷是一种重要的碳氢化合物，是天然气的主要成分。
甲烷化是一种重要的化学反应，可将甲烷转化为更高价值的化合物，如烯烃、芳香烃和烷烃。
在工业生产中，甲烷化反应通常是通过催化剂实现的。
近年来，甲烷化催化剂及反应机理的研究取得了一系列重要进展，本文将对这些进展进行综述。
甲烷化催化剂的种类甲烷化反应是一种复杂的化学反应，涉及到多种催化剂。
在目前的研究中，常见的甲烷化催化剂包括氧化物催化剂、金属催化剂和金属氧化物复合催化剂等。
钼、镍、铬等金属催化剂被广泛用于甲烷化反应中。
贵金属如铂、钯等也被用于甲烷化反应中，它们通常具有较高的催化活性和选择性。
甲烷化反应的机理甲烷化反应的机理是研究甲烷化催化剂的关键。
在甲烷化反应中，甲烷分子首先被激活，形成甲烷的活性中间体。
接着，该中间体与其他反应物或中间体发生进一步的反应，生成目标产物。
研究表明，甲烷化反应中的关键步骤包括甲烷的活化、碳-碳键形成和产物生成等。
甲烷化催化剂的改性为了提高甲烷化催化剂的活性和选择性，研究人员对催化剂进行了不同形式的改性。
目前，常见的催化剂改性方法包括负载金属、添加助剂、表面修饰等。
这些改性方法可以有效地提高催化剂的活性和稳定性，从而提高甲烷化反应的产物收率和质量。
新型甲烷化催化剂的研究近年来，研究人员提出了许多新型的甲烷化催化剂，并对其进行了深入研究。
针对甲烷化反应中的活化步骤，有学者设计并合成了一系列新型的活化剂，如新型金属配合物、异质结构材料等。
这些新型催化剂不仅在活性和选择性上表现出色，还具有较高的稳定性和再生性能。
甲烷化催化剂的应用甲烷化催化剂在工业生产中具有广阔的应用前景。
通过甲烷化反应，可以将甲烷转化为乙烯、丙烯等高附加值的化合物，从而实现资源的高效利用。
甲烷化反应还可以用于合成苯、甲苯等重要的化工产品。
甲烷化催化剂的研究和应用对于能源开发和化工产业具有重要意义。
结论甲烷化催化剂及反应机理的研究已取得了许多重要进展，但仍存在许多挑战和机遇。
甲烷化反应
所谓甲烷化，是指合成气中CO、CO2和H2在一定的温度、压力及催化剂作用下，进行化学反应生成CH4的过程。
甲烷化反应是体积缩小的强放热可逆反应，并且在反应过程中可能发生析碳反应，CO每转化1%，温升为70-72℃，甲烷化反应必须在催化剂的作用下才能进行，而CO和H2之间的催化反应，属于典型的选择性催化反应，在不同的催化剂和工艺条件作用下，可以选择生成甲烷、甲醇、酚和醛或者液体烃等不同物质。
在煤制天然气过程中，甲烷化方程式为：1）CO+3H2=CH4+H2O+206.2 KJ /MOL2）CO2+4H2=CH4+2H2O+165KJ/MOL甲烷化反应的过程中主要的控制内容：1. 对甲烷化反应热的控制及回收2. 对于甲烷催化剂的使用与保护甲烷化催化剂的主要活性成分是镍基。
催化剂一般由活性组分Ni(或NiO)、载体、助剂几部分组成。
其主要特点：a.对原料气中的H2和CO的含量之比要求较高b.活性高、转换率较高c.不耐硫，对原料气脱硫要求高d.抗积碳能力差e.反应压力低f.反应器的空速比较高g.选择性比较高由于国内甲烷化技术及催化剂尚没有大规模工业化的运行经验，现在只有美国大平原煤制天然气工厂，于1984年投产，它是世界上第一座，甲烷化的大型商业化工厂，该厂至今仍在正常运行。
目前国外甲烷化技术各有其特点，都采用各自独立的甲烷化催化剂，操作温度可在250~700℃之间，可以副产蒸汽，所产天然气符合管道输送的要求。
目前针对我国引进粉煤气化工艺气CO含量高，变换过程中容易发生甲烷化副反应，反应深度和床层热点温度难于控制等难题，通过对甲烷化副反应影响因素以及变换反应的分段和一段炉反应深度控制研究，开发了粉煤气化低水/气耐硫变换新工艺。
该工艺利用粉煤气化原料气中水含量低的特点。
全部采用QDB-04催化剂，通过控制工艺气中水/气来控制第一反应器变换反应的深度和床层的热点温度。
达到在不发生甲烷化副反应的条件下，降高浓度CO部分变换。
甲烷化催化剂硫中毒的影响及预防措施
甲烷化催化剂硫中毒的影响及预防措施摘要：甲烷化催化剂是目前甲烷化反应的重要催化剂，也是工业上应用的主要催化剂。
当前甲烷化催化剂的使用寿命一般为2～4年,但有个别因各种原因甲烷化催化剂使用寿命较短。
本文介绍了甲烷化催化剂,对硫中毒因素进行分析,帮助用户更好地使用甲烷化催化剂。
关键词：甲烷化催化；硫中毒；预防措施甲烷化催化剂的最大劣势是对硫等毒物非常敏感，原料气体中含有微量硫便会在催化剂表面产生吸附，使催化剂硫中毒，影响生产负荷。
提高催化剂抗硫性能的方法是添加Mo、Co等助剂，改变外层电子结构。
另外，在工艺上添加脱硫装置，提高操作稳定性，尽可能降低原料硫含量是防止催化剂中毒的有效方法。
一、甲烷化催化剂甲烷化催化剂与烃类蒸汽转化反应的催化剂相同。
活性成分为镍，但活性成分含量不同。
甲烷化催化剂中的镍是以镍为活性中心，甲烷化催化剂通常以氧化铝为载体，以氧化铬或氧化镁作为稳定剂。
1、从热力学的角度来看，CO2甲烷化具有重要的工业应用价值，因此，除了寻找合适的技术条件外，具有较高选择性和产量的甲烷化催化剂的开发是甲烷化技术研究的重点之一。
275℃下不同金属上游离CO吸附测量及其活动的能力,得到了不同金属表面甲烷化速率Ru＞Co＞Rh＞Ni＞Fe＞Pt＞Pd。
Ru作为一种贵金属,价格昂贵,在低温下具有很高的甲烷化活性,但还原后的Ru 以Ru (CO)x 存在,在高温反应的过程中,Ru(CO)x 易升华,导致催化剂活性组分的损失,因此不适合工业应用。
Co也具有较高的低温甲烷化活性，对恶劣环境有相对较强的耐受性，但在反应过程中容易增加烃类的加氢，降低了CH4的选择性。
由于原材料成本低，资源丰富，甲烷化催化剂已成为许多学者研究的热点。
利用TiO2 作为甲烷催化剂载体，CO2的转化率可以达到88.1%。
但 Fe 基催化剂容易积炭，液态烃在压力下容易生成，降低了CH4的选择性。
镍基催化剂具有良好的活性和选择性,反应条件相对容易控制，价格便宜，因此成为最广泛的甲烷化催化剂,但镍催化剂在低温易于与CO 生成羰基镍,导致活性下降,且 Ni 基催化剂容易积炭，对硫、砷十分敏感，易引起中毒。
甲烷化催化剂的保护
甲烷化催化剂的保护
魏有福
【期刊名称】《化肥与催化》
【年(卷),期】1992(000)001
【摘要】我厂是国内第一套采用重油部分氧化法制氨工艺的厂家,从1970年投产至今,共更换甲烷化催化剂28炉,其中一期工程甲烷化催化剂更换过20炉,二期工程更换8炉,根据一期工程前13炉和二期工程前2炉共15炉的统计资料得知,甲烷化催化剂单炉有效使用寿命最长为423天,最短为71天,平均为169天,远远低于甲烷化催化剂的正常使用寿命(一般为3～5年)。
究其原因。
【总页数】4页(P14-17)
【作者】魏有福
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TQ113.247
【相关文献】
1.J105型甲烷化催化剂在甲醇-甲烷化流程中的应用 [J], 卢良飞
2.ET-3型精脱氯剂在保护甲醇合成催化剂和甲烷化催化剂中的工业应用 [J], 崔健锋;沈香珍;冯士中
3.Pd/Al_2O_3催化剂表面上甲烷化反应动力学的统计力学研究Ⅰ甲烷化反应动力学参数的统计力学计算 [J], 曹更玉;姜炳南
4.Pd/Al_2O_3催化剂表面上甲烷化反应动力学的统计力学研究Ⅱ 甲烷化反应逆
同位素效应的统计力学计算 [J], 曹更玉;姜炳南
5.两种以TiO_2为载体的新颖高效催化剂——T205型有机硫加氢催化剂和J107型甲烷化催化剂 [J], 沈炳龙;李定一
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甲烷化催化剂保护方案
编写依据：
1、合成车间甲烷化岗位操作规程和工艺流程图。
2、甲烷化催化剂使用相关的资料及操作注意事项。
编写目的：
在长时间停车或检修情况下，为了防止空气进入甲烷化炉触媒被氧化，特制定此方案。
主要内容：
1、脱碳，甲烷化系统停车。
2、对甲烷化系统进行置换，置换时用中压氮气，置换时气体在PV0801排放。
3、置换时要反复充卸压，取样分析可燃气体（CO ,H2,CH4)浓度小于0.5%为置换合格。
4、置换合格后甲烷化系统压力泄至0.1Mpa。
5、甲烷化炉出口法兰和入口截止阀前法兰处加盲板（先加出口，然后甲烷化炉充压至0.5Mpa保压，关闭入口截止阀，再加入口）。
6、甲烷化炉出口法兰加盲板时要保证气体向外排放。
7、甲烷化炉保压待用（长时间停车，无压力可用氮气钢瓶充压）。
示意图:。