影响甲醇合成催化剂失活的原因和对策.pdf

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1、影响甲醇合成催化剂失活的原因和对策陈强(惠生(南京)清洁能源股份有限公司，江苏南京210047)摘要：对于甲醇的生产过程而言，由于受到多种因素的影响，甲醇合成催化剂通常会出现中毒、高温烧结以及失活等现象，对于甲醇的产量产生了极大程度的影响，也使得催化剂的寿命发生了降低，进而使得生产成本发生了进一步的增加。基于此，本文首先对影响甲醇合成催化剂失活的原因进行了简要概述，之后对其问题解决对策进行了探究，旨在为相关工作的开展提供经验借鉴。关键词：甲醇合成；催化剂失活；原因；对策在近几年当中，甲醇市场随着我国能源政策的调整已经实现了较大程度的发展，大批甲醇装置的建立使得原料上以煤

2、为原料逐渐成为一种主导趋势，在节能减耗方面取得了较大的成效。然而，从现阶段各个甲醇厂的实际运行情况来看，还普遍存在着甲醇合成催化剂失活的问题，找到影响甲醇合成催化剂失活的原因，并提出针对性的解决对策，已经成为其发展过程中亟待解决的实际问题，因此，要对其问题予以高度的重视。1催化剂中毒导致失活及其对策1．1硫及硫化合物中毒现阶段，甲醇合成催化剂较为常见的是铜基催化剂。原料气中的硫大多都是以H2S和COS的形式所存在，当其和活性组分铜发生反应的时候，所生成的硫化亚铜会覆盖在催化剂的表面之上，进而对孔道予以堵塞，发生永久中毒；且原料气中所含有的RSH、CS2、噻吩以及硫醚等有

3、机硫也难以实现脱除；通常情况下，当催化剂所吸收的S量达到本体重量的2．4—2．5％的范围当中的时候，其活性的下降率会达到70％。因此，在生产甲醇的过程当中，可以在甲醇合成塔前增设1—2个保护塔，其中装有ZnO脱硫剂，从而对催化剂的活性予以保护。1．2氯中毒在生产甲醇的过程当中，氯的产生通常是因为在催化剂的制造过程中选用了含有氯根的原料，或者是在工艺蒸汽系统中存在氯离子；与硫和硫化合物相比较而言，氯对甲醇合成催化剂的中毒程度要更为严重，中毒现象会从催化剂外表逐渐向内孔道实现渗透，并和催化剂当中的氯化锌发生反应，进而生成熔点较低的氯化锌，对于催化剂的“间隔体”作用起到了削弱

4、作用；且铜晶粒的迅速增大，还会对甲醇催化剂的结构产生破坏作用，使得其活性降低。基于此，对氯含量较高的原料气需使用脱氯剂，或者是通过提高工艺用水质量来减少对氯离子的带入。1．3氨中毒一方面，氨会和甲醇合成催化剂中的铜发生反应，所生成的络合物会使得具有活性的铜出现损失。通常情况下，若原料气中含有50×10—6一100×10—6氨，甲醇合成催化剂的活性就会降低1卜20％；另一方面，氨与甲醇发生反应还会生成甲胺类物质，其具有恶臭，对于产品的质量产生了不利的影响。对于氨的产生而言，其主要体现在催化剂升温还原的过程当中，因此，要在纯氢中加入合成氨厂精炼N2一H2，并加强对工艺指标的

5、严格控制。2升温还原过程导致催化剂失活及其对策升温还原过程中肘而催化剂失活的原因主要体现在以下两个方面当中：其一是升温还原前的准备工作；其二是升温还原。对于升温还原前的准备工作而言，在对催化剂进行搬运和装卸的过程中会发生破碎，所产生的粉末会导致催化剂失活；对于升温还原而言，其属于强放热反应，会使得催化剂发生粉化和烧结等，进而导致催化剂失活。因此，对于氢浓度和升温速率要实现严格的控制，对于合成环路的C0／C02浓度予以控制，在还原过程中还应坚持“三稳、三不、三低”的原则，对于提氢和提温严禁同时进行。3操作原因导致催化剂失活及其对策压力的提高虽然会加热反应，但是也会使得反应

6、前后气体体积收缩过大，进而生成石蜡和醚等；原料气中的C02过高，会导致水热烧结现象的出现；而催化剂床层温度的波动过大和操作温度过高，会使得催化剂结构发生变化，进而导致催化剂活性下降。基于此，要尽可能保持操作压力的平稳，减少压力波动；对于催化剂床层温度实现严格的控制，维持低温运作。4其他原因导致催化剂失活及其对策在压缩机和循环机的润滑系统中所泄漏出来的油污，其在高温的条件下会分解成碳和高碳胶质物，在催化剂的表面沉积，其中所含有的磷、砷等会使催化剂发生永久性的化学中毒，因此需选用无润滑油的压缩机等设备，并配以高效分离效率的油分离器。除此之外，油原料其中的CO和煤油原料中的铁

7、、镍等杂质相接触而生成的羟基金属，会对催化剂的微孔和孔隙产生堵塞，因此在甲醇合成塔前可以设置羟基金属过滤器，将其含量控制在<1×10-7的范围当中。5结语综上所述，影响甲醇合成催化剂失活的原因有多种，如硫、氯、氨等杂质中毒，频繁的开、停车以及油污和羟基金属等，再加之操作温度、操作压力和气体成分等操作原因，也会使得催化剂的活性出现下降或失活；为了保证甲醇合成催化剂的活性，在实际生产的过程当中应该按照相关标准规范的要求进行操作，结合实际情况应用脱硫剂、脱氯剂等，从而消除会影响催化剂活性的各种因素，对各项工艺指标实现严格的控制，在保证甲醇产量的