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甲醇生產(chǎn)技術(shù)甲醇的合成催化劑鋅鉻(ZnO/Cr2O3)催化劑是一種高壓固體催化劑,由德國(guó)BASF公司于1923年首先開(kāi)發(fā)研制成功。鋅鉻催化劑的活性較低,為了獲得較高的催化活性,操作溫度必須在350℃-420℃。為了獲取較高的轉(zhuǎn)化率,操作壓力必須為25MPa-35MPa,因此被稱為高壓催化劑。一、甲醇合成催化劑的種類和特性1.鋅鉻催化劑鋅鉻催化劑的特點(diǎn)是:耐熱性能好,能忍受溫差在100℃以上的過(guò)熱過(guò)程;對(duì)硫不敏感;機(jī)械強(qiáng)度高;使用壽命長(zhǎng),使用范圍寬,操作控制容易;與銅基催化劑相比較,其活性低、選擇性低、精餾困難(產(chǎn)品中雜質(zhì)復(fù)雜)。
由于在這類催化劑中Cr2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)10%,故成為鉻的重要污染源之一。鉻對(duì)人體是有毒的,目前該類催化劑已逐步被淘汰。
一、甲醇合成催化劑的種類和特性2.銅基催化劑
銅基催化劑是一種低溫低壓甲醇合成催化劑,其主要組分為CuO/ZnO/Al2O3(Cu-Zn-Al。低(中)壓法銅基催化劑的操作溫度為210℃-300℃,壓力為5MPa-10MPa,比傳統(tǒng)的合成工藝溫度低得多,對(duì)甲醇反應(yīng)平衡有利。
其特點(diǎn)是:①活性好,單程轉(zhuǎn)化率為7%-8%;②選擇性高,大于99%,其雜質(zhì)只有微量的甲烷、二甲醚、甲酸甲酯,易得到高純度的精甲醇;③耐高溫性差,對(duì)硫敏感。目前工業(yè)上甲醇的合成主要使用銅基催化劑。一、甲醇合成催化劑的種類和特性甲醇合成催化劑采用銅鋅鋁系催化劑催化劑投入使用前必須用氫小心還原使其活化。(1)催化劑還原主要反應(yīng)
在銅鋅鉻系催化劑中還含有一定量的CrO3,還原時(shí)可以發(fā)生以下反應(yīng):二、催化劑活化和使用注意事項(xiàng)CuO+H2=Cu+H2O-2CrO3+3H2=Cr2O3+3H2O甲醇合成催化劑采用銅鋅鋁系催化劑催化劑投入使用前必須用氫小心還原使其活化。(2)催化劑還原過(guò)程及三原則①催化劑還原過(guò)程
第一步是氮?dú)馍郎?,第二步是用氫氣還原。具體來(lái)看,用低壓高濃度氮?dú)膺M(jìn)行置換,然后緩慢升溫,再使用低濃度的氫氣和一氧化碳進(jìn)行還原。二、催化劑活化和使用注意事項(xiàng)②催化劑還原過(guò)程及三原則三低:
低溫出水;低H2還原;還原后還有一個(gè)低負(fù)荷生產(chǎn)期。三不準(zhǔn):
不準(zhǔn)提氫提溫同時(shí)進(jìn)行;不準(zhǔn)水分帶入塔內(nèi);不準(zhǔn)長(zhǎng)時(shí)間高溫出水。三控制:
控制補(bǔ)氫速度;控制二氧化碳濃度;控制好小時(shí)出水量。二、催化劑活化和使用注意事項(xiàng)(3)催化劑的裝填目的:
防止催化劑卸出后與大氣接觸發(fā)生強(qiáng)氧化反應(yīng),引起火災(zāi)或損壞設(shè)備。方法:
將空氣定量加入合成系統(tǒng),氮?dú)庹龎貉h(huán)逐步通過(guò)催化劑,將催化劑氧化為氧化態(tài)。二、催化劑活化和使用注意事項(xiàng)(4)催化劑鈍化除按常規(guī)方法裝填催化劑外,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①催化劑強(qiáng)度較差,運(yùn)輸途中避免摔滾和碰撞;②裝填前,催化劑應(yīng)輕輕過(guò)篩,除去粉末與碎片;③采用撒布法裝填,盡可能降低催化劑自由下落高度;④不要在陰雨天裝填,以免催化劑吸潮而降低活性。催化劑裝填后應(yīng)立即
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