2024年5月24日发(作者：钱兰英)
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、CO
2
），在甲烷化催化剂的作用下，与
氢反应，生成易于除去的H
2
O和惰性的CH
4
，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
型号 外观 规格mm 堆积重度
kg/L
J101 灰黑色圆柱
体
J103H
105
黑色条状物
灰黑色圆柱
体
ф5×
4.5~5.5
ф6×5~8
ф5×
4.5~5.0
0.8~0.9
1.0~1.2
130~170
~250
0.9~1.2
比表面积
m
2
/g
~250
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Re
2
O
3
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
型号
Ni
化学组成，重量%
Al
2
O
3
MgO Re
2
O
3
①
主要生产单位
烧失
重
<30 南化催化剂厂，四
川化工总厂
J101 46.0 42.0
J103H ≥12
②
余量 辽河化肥厂催化
剂分厂
24.0~3
0.5
10.5~1
4.5
7.5~10
.0
105 ≥
21.0
<28 南化催化剂厂，南
化研究院
① Re
2
O
3
—稀土氧化物，
② 含5%以上还原态镍
1．1．3化学反应式：
CO＋3H
2
＝CH
4
＋H
2
0 Q= -206.28KJ/mol
CO
2
＋4H
2
＝C H
4
＋2 H
2
O Q= -165.09KJ/mol
O
2
＋2H
2
＝2H
2
O 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% CO
2
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+CO
2
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。
2024年5月24日发(作者：钱兰英)
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、CO
2
），在甲烷化催化剂的作用下，与
氢反应，生成易于除去的H
2
O和惰性的CH
4
，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
型号 外观 规格mm 堆积重度
kg/L
J101 灰黑色圆柱
体
J103H
105
黑色条状物
灰黑色圆柱
体
ф5×
4.5~5.5
ф6×5~8
ф5×
4.5~5.0
0.8~0.9
1.0~1.2
130~170
~250
0.9~1.2
比表面积
m
2
/g
~250
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Re
2
O
3
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
型号
Ni
化学组成，重量%
Al
2
O
3
MgO Re
2
O
3
①
主要生产单位
烧失
重
<30 南化催化剂厂，四
川化工总厂
J101 46.0 42.0
J103H ≥12
②
余量 辽河化肥厂催化
剂分厂
24.0~3
0.5
10.5~1
4.5
7.5~10
.0
105 ≥
21.0
<28 南化催化剂厂，南
化研究院
① Re
2
O
3
—稀土氧化物，
② 含5%以上还原态镍
1．1．3化学反应式：
CO＋3H
2
＝CH
4
＋H
2
0 Q= -206.28KJ/mol
CO
2
＋4H
2
＝C H
4
＋2 H
2
O Q= -165.09KJ/mol
O
2
＋2H
2
＝2H
2
O 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% CO
2
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+CO
2
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。