NB-5低溫變換催化劑使用說明
NB-5低溫變換催化劑是應用于合成氨及制氫裝置中少量CO加水蒸汽制氫的低溫變換裝置，是專為低溫變換裝置研制、生產的高性能、質量穩定，具有國內先進水平的低溫變換催化劑。
1．產品適用范圍、用途
NB-5低溫變換催化劑適用于合成氨及制氫裝置中少量CO加水蒸汽制氫的低溫變換裝置。NB-5是針對市場變化和先進低變工藝發展的需要，不斷開發、設計、研制新的品種，具有優良的低溫活性、活性穩定性能，具有合理的堆密度和最低的燒失量，是優良的節能型產品。
2.采用標準
NB-5低溫變換催化劑標準號為：Q/20228516-3.46-2009
3.技術要求
3.1物理性質和化學組份
指 標 名 稱 指  標
活性（一氧化碳轉化率），％  ≥ 耐熱前 93
 耐熱后 90
還原前徑向抗壓強度     平均值，N/cm   ≥ 180
強度低于110N/cm的顆粒百分率，％      ≤ 10.0
規格（mm）： φ5×4～6
CuO                  ％ 40+2
ZnO                                  ％ 41～45
Al2O3 8～10
燒失量 %                       ≤ 7
3.2使用過程中的主要化學反應
3.2.1變換反應
CO+H2O=CO2+H2          △H0298=-41.2 kJ/mol
3.2.2還原反應
催化劑使用時必須先進行還原，使組份中的氧化銅還原成金屬銅才具有活性。
CuO+H2=Cu+H2O       △H。298  = -86.6 kJ/mol
CuO+CO=Cu+CO2             △H。298  = -127.6 kJ/mol
3.2.3氧化反應
催化劑在卸出前須事先氧化。
2Cu+O2=2CuO         △H。298  =-322.2 kJ/mol
3.2.4中毒反應
Cu+H2S=CuS+H2        △H。298  =-28.5 kJ/mol
ZnO+H2S=ZnS+H2O(g)   △H。298  =-79.6 kJ/mol
Cu+HCl=CuCl+H2       △H。298  =-21.3kJ/mol
ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O(g) △H。298  =-125.1 kJ/mol
毒性次序：Cl-＞S2-
3.3產品技術指標
NB-5低溫變換催化劑按行業標準Q/20228516-3.46-2009規定的質量指標、驗收規則、檢驗方法和包裝標志、貯運方法執行。在本標準規定的試驗方法和檢驗規則下，產品質量達到下列技術指標。
指 標 名 稱 指  標
活性（一氧化碳轉化率），％             ≤ 耐熱前 93
 耐熱后 90
還原前徑向抗壓強度平均值，N/cm  ≥ 長型 180
 短形 130
強度低于110N/cm的顆粒百分率，％     ≤ 長型 10.0
強度低于90N/cm的顆粒百分率，％      ≤ 短形 10.0
磨耗        ％                       ≤ 10.0
3.4包裝方法和規格
NB-5催化劑出廠時用塑料桶或鐵桶包裝，包裝桶上必須注明產品名稱、型號、批號、商標名稱、生產廠名及凈重，還應注明防濕、防滾翻等標志。每批產品有檢驗合格證。
4．使用技術
4.1 NB-5在低溫變換爐的使用條件
操作溫度：  180-260℃          汽/氣          ≥0.35  
操作壓力：  常壓-5MPa          使用干氣空速：  ≤3500 h-1 
原料中硫含量  ≤0.2×10-6       原料中氯含量    ≤0.01×10-6
4.2  NB-5低溫變換催化劑在低溫變換爐的使用要求
4.2.1  NB-5低溫變換催化劑在低溫變換爐的裝填
4.2.1.1裝填催化劑之前要過篩，篩孔的大小約相當于催化劑直徑的2/3為宜，以便除去碎片和粉塵。
4.2.1.2操作人員應進入爐內工作。檢查爐壁并清除爐內全部雜物及粉塵，按設計要求，預計裝填量及低溫變換爐尺寸計算，然后從下而上裝填，直到預定高度。
4.2.1.3催化劑可裝在筐或筒中吊入爐內。也可通過專用布袋放進爐中，但應先將布袋底部扎緊。布袋內裝滿催化劑后吊入爐內，操作人員應佩戴防塵面罩在爐內從袋口逐漸放出催化劑，爐頂上操作人員逐漸補加催化劑，傾倒時要分布均勻平整。操作人員應踩在木板上不能直接踩踏催化劑。裝填時催化劑自由落下高度小于0.5米。
4.2.1.4裝填完畢用清潔、干燥氣體對催化劑床層進行徹底吹掃。
4.2.1.5作好裝填記錄，包括催化劑的規格、批號、重量、體積、高度及開始日期等。
4.2.2催化劑的升溫還原
4.2.2.1催化劑的升溫（氮氣升溫）
升溫期采用氮氣升溫介質，建議空速200--400h-1，較高的空速有利于提前將催化劑升到所需要的還原溫度。升溫速度約30--40℃/h，從室溫升到130℃，期間要求床層上下溫差不大于50℃。
4.2.2.2配氫試驗
分析載氣中O2＜0.2％后，進行配氫試驗，溫度控制在130℃左右。在此溫度下，耗氫反應不明顯，在此階段可試驗配氫閥門開啟度與濃度的關系，還可檢查整個配氫系統，分析系統是否準確無誤等。
4.2.2.3催化劑的還原（氮氣作載氣）
4.2.2.3.1載氣：載氣中氧含量應小于0.2％。
4.2.2.3.2初始還原溫度
干氣條件下低變催化劑氧化銅明顯還原反應溫度在160℃左右。
4.2.2.3.3還原壓力
還原壓力控制在0.5Mpa以下進行。
4.2.2.3.4配氫濃度
催化劑的還原反應是一個強烈的放熱反應，故還原反應必須在低氫濃度下進行，根據溫升情況將進口溫度穩定在能較好進行還原的溫度，逐漸使氫濃度由0.2%,0.4%,0.6%增加到2％左右穩定下來，盡量不超過3%。
4.2.2.3.5空速
還原空速要求200—1500h-1，加大空速，容易將放出的熱量帶出，有條件的話應盡量采用較大的空速。
4.2.2.3.6還原初期
最初配氫可間斷進行，如配氫后有氫消耗，可在該溫度、濃度穩定下連續配氫，初期可能有較長的誘導期，此時不要急于提溫加氫，配氣溫度在160℃即可進行。
4.2.2.3.7當還原進入主期
入口溫度為165±5℃，視溫升情況，可逐漸將濃度提至1.0—2.0%，以“提溫不提氫，提氫不提溫”的原則，控制床層熱點不超過230℃。加氫緩慢、勤分析，一旦耗氫量增加，溫度有猛升跡象，應及時降低進口氫濃度。此階段氫濃度建議不超過3%，一般在2.0％以下。
4.2.2.3.8還原末期
當床層各點的溫度逐漸趨于一致，僅下部溫度居高不下，出口氫濃度逐漸增加，理論氫耗量與實際氫耗量相差不大于5％，可認為還原基本結束，可進入最后考察期。
注：理論氫耗量=實際裝填量（噸）×1000×22.4×CuO％ /79.5
4.2.2.3.9還原考察期
在氫耗逐漸降低至0.2%，將入口溫度提高至200-210℃，此時氫耗又可能增加，當溫升不大時，則可將氫濃度從2.0%逐漸提至15--20%，當催化劑床層溫度不見升高，再慢慢提高還原壓力至2.0MPa，當床層無明顯溫升時，可認為催化劑已還原好，可降溫至180--190℃準備投入生產。
4.2.3  NB-5低溫變換催化劑正常操作及注意事項
4.2.3.1嚴格控制入口氣體毒物含量。S、Cl、As對催化劑都是致命的。
4.2.3.2低變對熱非常敏感，所以要控制超溫事故。
4.2.3.3低變催化劑系壓片成型的，冷凝水會使催化劑粉化。
4.2.4  NB-5低溫變換催化劑的卸出和停車
4.2.4.1不打開低變爐的停車
催化劑短期停車或長期停車或長期停車但不需打開反應器時，可用干燥的惰性氣體，例如N2-H2氣，不含硫的天然氣置換系統，保持正壓（在24小時以內的停車，也可以保溫、保壓，不必置換。但要保證蒸汽不冷凝），然后把出口關死，防止蒸汽冷凝和空氣漏入，在以后開車時，催化劑仍為還原態，只要用惰性氣將催化劑加熱至正常的工藝氣露點以上，催化劑就能很快的重新獲得它的全部活性。注意催化劑不能在工藝氣中冷卻，因為這可能會引起蒸汽冷凝。也不要用流動的N2保壓，以免催化劑吸附氮中微量氧，造成溫升。另外，非絕對必要，不要把催化劑鈍化，因為即使在有控制條件下進行氧化，對催化劑也有一定損害。
4.2.4.2需要打開低變爐或卸出催化劑，必須卸壓降溫鈍化。
催化劑以20%-30%的速度降至150℃，切換為N2或蒸汽，（無氮循環的工廠）爐內CO+H2〈0.1%后，保持爐內微正壓，在氣流中配入0.1-0.3%的氧，小心調節溫度使其不大于210-220℃，即溫升控制在50-60℃左右。穩定一段時間后，當溫度趨于下降重新恢復到150-170℃時，可緩慢提高氧濃度至氧含量為2-3%維持一段時間，直到催化劑可點均無明顯溫升，溫度穩定在200℃，然后慢慢得提高氧濃度，直到全部是空氣為止，繼續降溫至50℃左右，這時才能打開爐子檢查或卸出催化劑。低變催化劑的鈍化時間上是局部氧化，并非全部，實際耗氧量為理論耗氧量的一半以上。
4.2.4.3若催化劑不能再使用，可不必鈍化，當床層溫度降至80℃以下，爐內沖水降溫打開卸料口，將催化劑卸入翻斗車，邊卸邊沖水，防止催化劑氧化過猛，燒壞運輸設備。
5.催化劑的貯存和運輸
    NB-5催化劑塑料桶或鐵桶密封包裝，每桶上必須注明產品名稱、型號、批號、商標名稱、生產廠名及凈重。每批產品有檢驗合格證。
運輸過程中應盡量防止包裝桶撞擊和摔打，避免催化劑粉碎。
運輸和貯存要防止催化劑受潮，不要與硫、氯化物一起存放。如果在室外存放應當蓋上防雨布以免降低催化劑的活性和機械強度。