多類型甲醇合成催化劑應用總結

李  季

關鍵詞 ：甲醇合成化劑 ；使用效果 ；應用總結

引言

          我國現階段的工業生産中使用最多的原料就是甲醇，甲醇和甲醇的衍生産物都是工業生産中必不可少的原材料，大面積應用於(yú)各類工業生産活動中。甲醇的質量與使用效果很大程度上就決定瞭(le)工業生産的質量與産量。我國現階段的工業生産活動中所使用的甲醇合成催化劑的可用時間相對較短，甲醇合成催化劑在經過一段長時間使用之後，催化劑的活性會大大降低，由於(yú)催化劑可使用的時間過短，會導緻生産甲醇的反應效果降低，則會增加催化劑的使用量，使得生産總成本增加，降低瞭(le)企業的經濟效益。如果企業想要提升自身經濟效益就必須提升甲醇合成催化劑的使用效果，延長使用時間，提升轉化效率，以達到更大的經濟利益。

1、  影響甲醇催化劑使用效果的主要原因

        甲醇合成催化劑是合成甲醇的必須材料，很大程度上決定瞭(le)工業企業的生産(chǎn)效率與質量。想要有效的提升企業的經濟效益就必須提升甲醇合成催化劑的在使用過程中的效果，根據科研人員的研究與大量的實際操作，總結出瞭(le)影響甲醇合成催化劑使用效果的幾項主要原因。

       （1）催化劑的熱穩定性是影響催化劑使用效果的一項重要因素，熱穩定性較差的催化劑使用時間與實際效果都比較差。甲醇合成催化劑受溫度因素的影響十分嚴重，經過大量的實際操作經驗與科學研究分析，當溫度在 240~300 ℃之間時，甲醇合成催化劑能夠發揮最好的效果。如果在這個溫度範圍之外對甲醇合成催化劑進行使用，會出現甲醇合成催化劑結晶體過大，導緻催化劑活性大大降低，所獲得的甲醇産物中的雜質含量也會增加。另外一個方面當溫度處於(yú)一個不穩定的狀态時，對於(yú)甲醇合成催化劑整體的破壞較大。制備(bèi)甲醇過程中所使用的原料中含有CO氣體，也會爲整體的設備(bèi)控制增加一定的難度。

       （2）甲醇合成催化劑的裝填質量直接影響著(zhe)甲醇合成催化劑的使用效果。首先應該保證催化劑容器的整體抗壓性與抗沖擊性。在裝填的過程中還應該使催化劑容器與催化劑避免潮濕。盡量保證催化劑在容器内均勻的裝填，這樣可以在氣體原料通過時保證氣體的流動方向，有效的延長甲醇合成催化劑的使用時間。如果在裝填的過程中發現瞭(le)破損的催化劑一定要及時的去除，以保證甲醇合成催化劑的整體質量。

      （3）升溫還原是制作甲醇合成催化劑中重要的一步，通常在裝填工作完成之後進行。主要作用是将催化劑内部的多餘水分去除，将催化劑中的活性氧化銅進行還原，成爲活性的銅離子。在這整個過程中應對溫度進行有效的控制，在出水時會伴随有水蒸氣溢出，但是應控制水汽濃度保持在一個較低的數值，並(bìng)且高溫出水的時間也不宜太長，應在溫度穩定的前提下，使水均勻流出。對整個反應的每一個細節進行有效的控制，避免出現溫度起伏大的情況。有效的減少甲醇合成催化劑粒子過大和産(chǎn)生結晶的情況。從而有效提升甲醇合成催化劑的活性。

2、  甲醇合成催化劑使用過程中嘗盡問題與解決方法

     （1）甲醇合成催化劑使用過程中常見問題。甲醇合成催化劑使用過程中最突出問題是結蠟嚴重。一般甲醇合成催化劑使用至末期出現結蠟屬正常現象，合成系統每 15 d 就需要進行 1 次在線煮蠟，以提高甲醇分離器的分離效率，維持高負荷生産，最終冷卻器結蠟嚴重，影響循環氣中甲醇的冷卻，部分甲醇冷凝不下來帶回反應器，影響反應效率，導緻減産甲醇 20 t/d 以上，弛放氣排放量大，結蠟嚴重時甚至被迫停車處理。榆林能化甲醇廠甲醇合成催化劑使用過程中的另一個突出問題是，催化劑的活性下降較快，進口催化劑 CO 轉化率由93.7%  降至  81%  曆時 15  個月，而國産催化劑 CO 轉化率由 93.25% 降至 81% 僅用瞭(le) 9 個月 ；而從甲醇合成催化劑、精脫硫劑的運行情況及外觀檢查結果來看，結蠟中夾帶著(zhe)催化劑粉末，卸載時催化劑粉化情況比較明顯。

    （2）出現問題的主要原因。①甲醇合成催化劑在使用過程中出現結蠟的情況主要是因爲在反應的過程中有鐵元素的參與。反應設備中的大多數設備的含鐵量都比較高水。在甲醇合成催化劑的使用過程當中難免會有鐵元素參與其中。所以在甲醇合成的過程中會産生一定量的甲酸和其他的有機酸。會對甲醇生産工藝的著你設備産生一定的腐蝕情況。原料氣中又有一定濃度的 CO 腐蝕後的鐵、鎳以及由催化劑自身帶入的鐵、鎳，與原料氣中的 CO 在适宜的壓力和溫度下發生羰基化反應生成Fe(CO)₅、Ni(CO)₄，並通過揮發、分解、氣流夾帶的方式沉積在催化劑表面上，導緻催化劑活性下降，並使催化劑具備瞭生成脂肪烴的條件，最終導緻石蠟生成。②甲醇合成催化劑出現粉化的情況的主要原因有兩點，第一點催化劑生産質量較差導緻瞭催化劑的抗壓性與抗沖擊性較弱，在使用的過程中受到瞭嚴重的沖擊出現粉化；第二點原因是甲醇合成催化劑的表面有很多的裂縫，也會導緻粉化現象的發生。

  （3）問題的解決方法。①在甲醇合成系統出現結蠟時，我們採取的應對措施主要是在線煮蠟和清理過濾器等，或借系統短停的機會清理管道、閥門中積存的蠟。一般煮蠟後冷卻器進出口溫差會有明顯提高，但随著環境溫度升高，循環水溫度逐漸升高，煮蠟頻次增加且間隔時間越來越短。②爲減輕金屬鐵等對甲醇合成催化劑性能的影響，我們採取的措施是在水冷反應器上部裝填脫鐵劑，其在水冷反應器的操作溫度下能夠很好地實現對鐵、鎳等金屬的吸附，目前可選用的脫鐵劑無論是國産的還是進口的都可較好地滿足使用要求。

3、  改善甲醇合成催化劑的具體措施

    除瞭對已出現的問題進行處理解決之外，還可以實際的甲醇生産過程中，根據生産的實際情況，採取相應的措施，來提升甲醇合成催化劑的使用效果，提升工廠生産質量。具體的措施有以下幾點。

 （1）控制系統内部氣壓。在一定的壓力範圍之内，操作系統的壓力越大，系統的生産效果則會越高。如果超過瞭這一壓力，非但不能對生産活動起到提升做用，會有可能會出現催化劑裂化或者是堵塞系統設備的情況，使系統的整體的運行壓力變大。爲瞭改變這種情況，應充分的考慮生産設備的具體情況來對生産過程中的壓力進行優化提升。經過大量的實驗研究與實際操作經驗當操作壓力在 9 MPa 左右時，催化劑的使用效果最好。

 （2）保持反應發生溫度。溫度也是影響催化劑使用情況最重要的條件之一，合理的溫度也會對催化劑使用效果起到一定的提升做用。爲瞭使甲醇合成催化劑的使用效果得到有效提升，就必須要對實際操作過程中的溫度進行有效的控制。在生産工作持續一段時間之後，系統的溫度會有一定提升，當溫度提升達到五攝氏度時就必須要進行降溫，這樣才能夠使催化劑一直保持活性，有助於減少甲醇成品中存在的雜質量，提升産品質量。

 （3）将氣流速度控制在合理的範圍内。氣流注入的速度過快會導緻甲醇轉化反應不能完成，而導緻整體的轉化率較低，是反應設備的整體壓力過大。過快的氣流速度所需要的耗電量也是很大的，這會大大的增加生産成本，降低經濟效益，並不利於企業生産盈利。氣流速度則會有大量的結晶産生。有效的控制氣流注入的速度，對於提升産品質量，增加産品産量，保證催化劑的使用效果都有很大的幫助。

4、  結語

    由於甲醇在我國工業生産中的重要性，甲醇合成的工業也在逐漸的改進創新。甲醇合成催化劑也随之獲得瞭不小的提升，在大量的試驗與實際應用中，向著更加高效更加穩定的方向不斷的進步。我國的科研人員經過研究發現，在制作甲醇合成催化劑的過程中加入一定量的脫硫劑與脫鐵劑所生産出來的甲醇合成催化劑不僅使用時間獲得瞭一定的延長，並且質量與安全性也獲得瞭很大的提升。提升瞭甲醇合成催化劑的使用質量，就會增加甲醇的産量與質量，爲我國工業行業的發展進步，提供瞭堅實的基礎。

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