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
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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。

可用帆布袋或消防软管作引流管。

4．装填时还应该注意催化剂的标签、塑料袋等杂物不能和催化剂一起装填进入甲烷化塔。

5．记录好装填的催化剂重量、体积、装填高度以及热电偶相应位置等。

6．热电偶在装进去前要用棉布擦干里面的水，以免还原过程温度升到100度左右时，水气升凝而导致热点偶温度显示不准确。

四、还原前的准备工作：
1、装填结束后，对系统进行吹扫。

催化剂采用的是变压吸附脱碳气来进行还原。

2、检查水泠器、温度计、热电偶、电炉等设备和仪表是否正常。

3、在升温还原过程中，当床层温度达到150℃后，现场操作人员做到每半个小时排水一次，水不计量。

五、催化剂的升温、还原
J108-2Q甲烷化催化剂的还原介质：气质要求：O2≤0.2%、S≤0.1ppm、Cl≤0.03ppm、CO+CO2≤0.7%、H2≥70%，在电炉功率（或者其他加热源够用）足够大的情况下，还原空速最好控制：≥2000h-1。

因为甲烷化装置是新装置，还原时一定保证前工段气量、组分的稳定，如果采用蒸汽为加热源要保持蒸汽压力的稳定，按照方案来进行升温，以免给还原带来影响。

J108-2Q甲烷化催化剂还原开始温度可控制在200～250℃，按升温还原方案中的升温速度逐渐提温至正常还原温度450℃。

还原过程本身不会引起催化剂床层大幅度温升，如采用工艺气进行还原，当生成一些金属镍后便开始甲烷化反应，因此还原所用的气体中要求一氧化碳和二氧化碳的总含量应尽可能低，控制在CO+CO2≤0.7%，在特殊条件下，如受热源限制，甲烷化炉进口温度只能达到300～320℃，则可以适当提高进口CO+CO2的含量，利用CO和CO2的甲烷化反应热
来提高催化剂床层温度，但这一操作必须严格控制，以防催化剂床层温度暴升，如电炉功率小不能提温到450℃，也可在后期适当减小空速，直到温度达到450℃以上。

还原时还应注意在催化剂床层温度低于200℃时，升温速率要控制在50℃/h 左右，用导入工艺气的入口温度调节升温速率，且不能通入含有CO+CO2的气体，因为在较低的温度下，甲烷化催化剂中还原态的镍将有可能与CO反应，生成羰基镍，而羰基镍不但会升华使催化剂活性组份部分丧失，而且它是一种毒性很强的物质（一般生成羰基镍的温度范围是130℃—180℃），以免发生不必要的安全事故，因为贵公司是新催化剂的第一次还原是不会生成羰基镍，在200℃以前催化剂是以氧化态存在的。

进入还原期：当床层温度加热到200到250℃以后，开始还原，升温速率可控制在10～15℃/h,随着还原的进行和炉温的提高，还原明显加快。

进入末期，将入口温度提至450℃，使每点温度必须高于400℃，保持这个条件使床层出口温度接近床层热点温度，并保持4小时，即可降温至正常操作温度，转为轻负荷生产，催化剂在使用初期尽可能低温超作（出口微量达标的情况下）；还原好的催化剂不能与空气接触，以免金属镍急剧氧化，发生超温。

六、操作温度：
视实际工艺状况决定，以满足生产指标，在不会生成羰基镍的温度范围（建议220℃以上，留一定的空间温度）内尽量采取低温操作，新催化剂进口温度可以控制在260℃～270℃左右以保护催化剂低温活性，延长使用寿命，同时可节约大量的提温热量。

七、注意事项：
1、催化剂升温还原或停车后在开车，升降压的速率不能超过0.2MPa/min。

还原好的催化剂更加要注意升降压速度，因为还原好的催化剂强度最高可能降低50%。

2、受还原空速的影响，轴向温差很大，但是要保证床层温度任何一点都必须大于400℃。

3、如受热源的影响，电炉功率不够，降低还原空速的同时但要保证电炉的安全气量。

（电炉为加热源的情况下）
4、当还原的温度达到230℃以上，每半个小时分析O2含量，如果O2>0.2%，要置换还原气体中氧气含量小于等于0.2% ，因为在生产过程中，有极少部分煅
烧不彻底的Ni（NO3）
2
分解会产生部分氧气，1%的氧气和单质镍反应绝热温升是165℃.
5、还原过程中，要保持一定的放空气量，并通过开启补气阀来稳定压力。

6、生产时尽量降低甲烷化入口CO和CO
2
浓度，以降低放空量和氢气的消耗。

八、催化剂还原表（附）
1、J108-2Q甲烷化催化剂升温还原时间表，还原压力按0.5Mpa来控制，要稳定控制还原压力，波动不宜太大，压力高可以缩短还原时间，具体压力根据实际情况来定。

2、如果轴向温差过大，可以适当增加恒温时间、加大还原气量或适当提高压力的方法来提高空速，进而缩小轴向温差。

阶段热点温度升温速率预计时间累计时间气体成分（H2%）
升温阶段常温～250℃40～50℃/h 5 5 ≥70
还原阶段250～400℃10～15℃/h 10 15 ≥70 400～450℃8～10℃/h 5 20 ≥70
恒温阶段450℃0℃/h 4 24 ≥70 降温阶段450～250℃50℃/h 4 28 ≥70
八、还原终点的判断：
1、所有热电偶温度点都要求≥400℃，恒温时间不得小于4小时。

2、连续两小时甲烷化还原水≤2Kg/h。

3、甲烷化出口微量小于10ppm。

注：其他未尽事宜按照催化剂厂家服务人员指导操作。

合成氨项目部
年月日。