一、产品适用范围、用途
RK-09D甲烷化催化剂是一种新型的钛稀土镍催化剂，适用于合成氨或其它制氢装置，从富氢原料气中除去低浓度的一氧化碳和二氧化碳，使之成为惰性气体甲烷和易被除去的水，从而达到净化气体的目的。该催化剂具有独特的性能，强度高、孔容高、活性高且易装卸，在高压、高空速情况下运行明显优于其他催化剂，目前已广泛应用于大、中、小型合成氨厂和制氢装置。
二、技术要求
1、甲烷化反应为强放热反应，其主要化学反应方程式如下：
CO+3H2=CH4+H2O
CO2+4H2=CH4+2H2O
在通常的甲烷化系统操作条件下，每1%的一氧化碳转化的绝热温升是72℃，每1%的二氧化碳转化的绝热温升是60℃。
2、产品技术指标
项目:
初活性（出口气体中CO2含量）:耐热前，10－6 指标：≤20
初活性（出口气体中CO2含量）:耐热后，10－6 指标：≤25
还原前颗粒抗压碎强度，N/颗：Φ4.5－5.5 指标：≥160
还原前颗粒抗压碎强度，N/颗：Φ3.0－4.0 指标：≥110
低强度百分率（低于90N/颗）%：≤10
磨耗率％：8
3、物化性能
外观：Φ4-6mm灰黑色球形
堆密度：0.9±0.05kg/L
比表面积：～100m2/g
化学组成：Ni≥14%；Al2O3≥70%；及其它少量助剂。
4、包装及规格
RK-09D型甲烷化催化剂使用塑料桶或纸桶内衬塑料膜包装，包装桶内附有质量合格证，内容包括：产品名称、型号、批号、净重、生产厂家等。
三、使用条件
1、RK-09D型球形甲烷化催化剂的使用条件
正常操作温度，℃：240～430
最佳操作温度，℃：250～430
压力，MPa：≤32.0
空速，h－1：6000～10000
进口CO+CO2，V％：≤0.7
出口CO+CO2，ppm：≤10
进口气中总硫，ppm：＜0.1
进口气中总氯，ppm：＜0.01
2.1 RK-09D型甲烷化催化剂的装填
2.1.1、在进行催化剂装填之前，应仔细检查反应器，清除一切杂物。
2.1.2、一般甲烷化催化剂在装填之前应过筛，在运输过程中难免会出现粉尘和碎片，因而在装填前用8～10目的筛网进行过筛。本催化剂因采用了静态生产工艺，粉尘和碎片少，不用过筛，从带孔的溜槽溜过即可，以免破坏催化剂表面结构，产生新的粉尘。
2.1.3、催化剂的装填，床层上下部分均应用耐火球填充，耐火球和催化剂层之间用不锈钢丝网隔开。装填时采用布袋作为引流管，保证催化剂自由下落高度不大于0.5米。
2.1.4、注意记录好装填催化剂的重量、体积、批号，装填高度以及热电偶对应位置等。
2.2 催化剂的升温
装填结束后，对系统进行吹扫。在开车和操作过程中，均应注意控制炉内压力的升、降速度在0.2MPa/min以内，以免催化剂受损粉化。本催化剂的还原压力通常控制在5.0～6.0MPa。新的催化剂可以用氮气或工艺气升温，避免用蒸汽直接升温。采用氮气升温到250℃后切换工艺气还原，现在大多数厂家直接采用工艺气升温。
2.3 催化剂的还原
RK-09D型甲烷化催化剂的还原介质，可在循环氮气中配入纯氢或合格的工艺气（CO+CO2≤0.7%）。现在的小型合成氨厂大都用合格的工艺气直接升温还原。
RK-09D型甲烷化催化剂还原开始温度可控制在250～300℃，按升温还原方案中的升温速度逐渐提温至正常还原温度400℃，（根据还原情况允许还原热点提到430℃）。还原过程本身不会引起催化剂床层的大幅度温升，由于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CO+CO2应小于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与NiO、H2的反应热来提高床层温度。但这一操作必须严格控制，严防CO+CO2超标引起催化剂床层温度飞升，严重损坏催化剂活性。随着催化剂逐步被还原，伴有甲烷化反应热量放出，只要还原空速达到500h-1以上或者为满负荷的20～50%，工艺气中CO+CO2总含量小于0.7%就不会发生超温现象。
升温还原时，还应注意在催化剂床层温度低于250℃时，升温速率控制在50～70℃/h，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，甲烷化催化剂中部分已被还原的镍将有可能与CO反应，生成羰基镍，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，对人体有非常大的毒害。
进入还原期：当床层温度加热到250℃后开始还原，升温速率可控制在20～30℃/h，随着还原的进行和床层温度的提高，还原速度明显加快。进入末期，将入口温度提至350℃以上，保持这个条件使床层出口温度接近床层热点温度430℃，并保持4～6小时，分析出口微量满足指标，即可降温至正常操作温度，转为轻负荷生产。
还原好的催化剂应尽量避免与空气接触，以免金属镍急剧氧化，发生超温。
2.4 RK-09D型甲烷化催化剂还原进度表（仅作参考）
阶段
| 热点温度℃
| 升温速率℃/h
| 预计时间H
| 累计时间H
| 气体成分（H2%）
|
升温阶段
| 常温～250
| 50～70
| 5 | 5 | ≥70
|
| 还原阶段 | 250～400
| 20～30
| 10 | 15 | ≥70
|
恒温阶段
| 400～450
| 30 | 2 | 17 | ≥70
|
恒温阶段
| 450
| 0 | 6 | 23 | ≥70
|
| 降温阶段 | 450～250
| -50 |
|
|
|
2.5 催化剂的正常操作条件
2.5.1、操作温度
甲烷化反应是强放热反应，理论上提高温度不利于反应进行，但在氨厂条件下，甲烷化反应在远离平衡状态下操作，平衡制约的作用可以忽略。从动力学角度考虑，提高温度可加快反应进行。RK-09D型甲烷化催化剂在中高压装置上的操作温度一般在240～320℃，温度太低，其性能不能充分发挥；温度太高或长期超温，会加速催化剂活性衰退。新还原好的催化剂若在高压条件下使用，进口CO+CO2含量≤0.05%，床层进口温度可控制在240～260℃就能满足出口CO+CO2≤10×10－6的要求；在中压条件下使用，进口CO+CO2含量≤0.2%，床层进口温度可控制在250～270℃就能满足出口CO+CO2≤20×10－6的要求。随着使用时间的延长和经常性的超温，上层催化剂逐渐失活，可逐步提高甲烷化炉进口温度，以保证出口微量指标。
甲烷化炉的超温，几乎都是由于脱碳或甲醇系统失调，大量CO和CO2串入甲烷化炉而引起的。短时间内床层温度不超过450℃，对该催化剂活性影响不大，若长时间温度超过450℃，对催化剂的活性和使用寿命都将产生影响。当甲烷化炉有温度飞升迹象时，应立即降低床层进口温度至220℃左右，并且工艺气在甲烷化炉前放空，用甲烷化后的精制气或氮气吹扫床层，在没有办法的情况下，也可用少量蒸汽降温，但尽可能少用或避免用蒸汽降温，因为蒸汽是弱氧化剂，降温后还需用合格的工艺气重新还原，方能恢复活性。
2.5.2、操作压力和空速
甲烷化反应为体积缩小的反应，提高压力有利于反应的进行，提高压力也相应增大反应物分压而加快反应的进行，空速可以相应提高。空速反映了催化剂处理气体的能力，在高压使用条件下，RK-09D型甲烷化催化剂的使用空速可达到10000h－1。
2.5.3、进口CO+CO2含量
甲烷化炉入口的CO+CO2含量应控制在一定的范围内，一般在0.7%以内。进口CO+CO2含量越高，催化剂的负荷就越高，甲烷化炉温升也相应增加，催化剂在较高温度操作仍然可以取得满意的活性。但由于催化剂和设备长期处于较高温度操作，催化剂的寿命和设备必然受到损伤；当进口CO+CO2含量过低时，虽然甲烷化炉负荷减轻了，但甲烷化反应速度由于反应物浓度的降低而下降，这时，为了确保甲烷化炉微量稳定且符合指标，应适当提高进口温度，以保证催化剂床层温度在经济合理位置。一般来说，甲烷化炉的温升在20～30℃以内属于正常，过高则要查明原因。
2.6毒物对催化剂的影响
甲烷化催化剂的毒物有硫、砷、卤素等，微量的硫、砷、氯可以使催化剂严重中毒。RK-09D型甲烷化催化剂吸附0.1%的硫和0.05%的氯就能造成大部分活性丧失。目前，甲烷化催化剂的毒物主要来自于脱碳带液和工艺气中硫，来自氯的影响较小。油也会使催化剂表面被覆盖而失活，即使是采用无油润滑的厂家，也应在甲烷化炉前设置油水分离器，避免进入甲烷化炉的气体带油、带水而损害催化剂。
2.7催化剂的停车和卸出
2.7.1催化剂的停车
短期停车可将进出口阀关死，维持炉温和压力，较长时间的停车可降压、降温后用氮气或氢－氮气维持正压，严防含水空气和一氧化碳的原料气进入炉内。
短期停车后的开车，若床层温度在200℃以上，可以直接将工艺气导入炉内充压、升温、生产。若床层温度在200℃以下，必须用氮气将床层温度升到250℃以上，再转入正常生产。没有氮气的厂家，在200℃以下升温时，要用合格的工艺气（其中一氧化碳含量一定要小于0.5%）快速升温，把温度尽快提高到250℃以上，以防止羰基镍的生成，造成活性组份的流失。
大修前停车，可按钝化步骤进行。
2.7.2催化剂的钝化、卸出
卸出降温：系统停车泄完压后，用氮气将炉内气体置换到CO+CO2小于0.5%，床层温度降到150℃以下。
配氧钝化：初始配氧浓度不超过0.3%，视温度情况可适当增加，但每次递增幅度不超过0.5%，最高氧含量不超过6%，控制最高温度小于400℃，分析甲烷化炉进出口气体氧含量基本相同，床层也无温升，反而有下降趋势，即告甲烷化催化剂钝化结束。
更换催化剂时，可用蒸汽吹扫床层降温到200℃，采用氮气或其他惰性气体将床层降到常温，打开卸料口，卸出催化剂。如有发热现象，可用水喷洒降温。
四、催化剂储运注意事项
1、催化剂在贮运和装卸过程中应避免摔滚和碰撞，否则会造成部分催化剂粉碎。
2、催化剂包装桶需密闭，贮运中要防止吸湿或与其它有害气体接触。
3、催化剂要保存在干燥、防雨的仓库内，严禁与对催化剂造成危害的物品一起存放。
