甲醇合成催化剂应用浅析

《甲醇合成催化剂应用浅析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、甲醇合成催化剂应用浅析摘要：合成催化剂应用、操作。关键词：甲醇、铜基1、概述卬醇是最简单的化学品z—,是重要的化工基础原料和清洁液体燃料，广泛用于有机合成、染料、医学、农药、汽车、国防等领域。在20世纪70年代前，甲醇最早由木材和木质素干徭制得，故称木醇，但是,生产一公斤的卬醇约需70公斤左右的木材，1923年徳国BASF公司首先用锌铝催化剂在高温高压的操作条件下实现了由CO和H2合成甲醇的工业化生产ol966年，英国ICI公司成功实现了铜基催化剂的低压甲醇合成工艺，随后乂实现了更为经济的屮压法甲醇合成工艺。到1982年世界各国采用屮低压生产甲醇总能力已

2、经达到占80%o随着甲醇合成工艺的发展，合成催化剂也在不断研究改进，各国实验室研究出了多种甲醇合成催化剂，但工业上使用的催化剂只冇锌铅和铜基催化剂。2、两类催化剂2.1锌銘催化剂锌钻催化剂活性较低，要获得较高的催化活性，操作温度在600K左右，为了获得较高的转化率，需要控制压力25〜35MPa,锌珞催化剂的耐热性、抗毒性以及机械性都较好，使用寿命也长，使用范围宽，操作容易控制，由于操作压力高，对设备的要求就高，投资大，目前逐渐被淘汰。2.2铜基催化剂2.2.1性质铜基催化剂是一种低压催化剂。主要组分：CuO/ZnO/AL2O3是由英国1C1公司和Lurg

3、i公司先后研制成功，操作温度500〜530K,压力：5〜lOMPa,此条件对甲醇反应平衡有利。2.2.2生产方法铜基催化剂是选用高纯度的Cu(N03)2,、Zn(NOb)2,溶解在NaCOs溶液屮，用共沉淀法的到(Cu,Zn)2(0H)2C03,然后进行高温热还原，形成具有多孔结构，并再加入促进热稳定的及其它助剂，就是目前使用非常普遍的新一代铜基催化剂，铜基催化剂加入A1203可以减小铜晶体，活性进一步提高，少量CT203存在可以阻止一小部分CuO,可以保护催化剂的活性中心，国外专家研究发现，420k时纯ZnO、CuO活性为零，但是大大捉高抗老化能力，目

4、前铜锌铝系和铜锌锯系应用的最多，由于銘对人体有害，此系催化剂逐渐被淘汰。另外述冇锂系、钳系、低温液相催化剂，这些催化剂在活性、选择性等方而都不如铝系及馅系，在工业上没有普及使用。2.2.3我单位合成催化剂目前我公司甲醇合成使用的是南化院的C307型铜锌铝系催化剂。C307型合成甲醇催化剂具有更大、更稳定的比表面，和更为合适的孔结构，表现出更高的甲醇时空产率和选择性、热稳定性、尤其低温活性也比较高，操作温区更宽，能保证甲醇生产装置高交、稳定地运转，还具有原料适应性能强的特点，可运用于齐种原料（天然气、石油、煤、工业尾气等）的低、中压合成甲醇流程。催化剂主要

5、由铜、锌、铝等氧化物所组成，外观：两端为球面的黑色圆柱，外开尺寸："5X4〜5mm,堆密度：1.4〜1.6kg/1,比表而：90〜110m7go催化剂应符合下列要求：初活性：（甲醇时空产率）21.3克/毫升催化剂•小时，耐热后活性:（甲醇时空产率）21.0克/毫升催化剂•小时，径向抗压碎力：2205N/cm,还原生体积收缩率＜8%（—般5〜6%）。3、影响甲醇合成催化剂的使用寿命因素：3.1控制催化剂热点温度甲醇生产过程屮，操作控制的关键是催化剂床温度的控制，即对甲醇合成反应的控制，其要求是在充分转移反应热的基础上，维持催化剂床层温度的稳定，并尽最大可能

6、提高甲醇的产量。而床层温度控制的稳定与否与催化剂活性、进出塔气量、塔负荷情况、进入塔气体组成成分冇么大的关系，在操作过程中，严禁为了追求产量而超温操作，这样会大大缩短催化剂的寿命。生产操作屮防止催化剂超温是延长催化剂使用寿命的重要措施。因此，降低催化剂热点温度，是延缓催化剂热天鹅绒化程度并增加使用寿命的好方法。防止催化剂热老化的主要措施有：1）在不愿、开停车过程屮，按照预定的指标进行操作，防止超温。2）在保证产量的前捉下，稳定操作，尽可以降低床层热点温度，每次捉升热点温度应慎重，提升幅度不宜过大，一般为5°C左右。3）适当提高合成气屮的CO2的含量。入塔

7、气中不允许C02含量＜1%,要求至少2%,最好在3〜5%。2.2控制气体成分控制好气体成分，首先是控制好C0和C02的比例，根据催化剂的不同使用时期进行调整，其次是控制好惰性气体的含量，掌握并分析放空气体量，作为优化指标的依据，第三是好循环气体中的含醇量，入塔气体中含醇量越低，越冇利于合成甲醇反应的进行，也可以避免高级醇等副产物的生成，所以要尽可能的降低出甲醇水冷器的气体温度，及时将冷凝下来的甲醇分离出来。最后，避免频繁开停车冇很多厂家因设备或系统原因，不可避免地出现多次开停车，如果在停车过程中处理不当，将会使催化剂活性受到损害，如杲出现长期停车，在进行

8、氮气置换，置换合格后，应使系统保持微正压，防止在检修时混入空气。2.3催化剂的装