甲醇合成催化剂保护剂的功能

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甲醇合成催化剂保护剂的作用

09化工（班）

（安徽建筑工业学院材料与化学工程学院化工专业） 摘要： 甲醇合成原料气中有羰基铁、羰基镍等杂质，能引起甲醇催化剂的快速失活。并且由于这些杂质的存在，能引起许多副反应，粗甲醇中杂质含量增加，增加了甲醇精制的难度，影响了产品质量．且羰基铁存在于甲醇中显红色难以除去，也影响精甲醇的外观质量。使用齐鲁石化公司研究院开发的QxJ和QMG 系列甲醇催化剂保护催化剂，可有效地达到脱除原料气中的羰基铁、羰基镍，且各项性能优于国外同类产品．能延长催化剂使用寿命，减少副反应，提高产品质量。 关键词 甲醇保护剂作用

1．1 羰基铁、羰基镍对甲醇合成催化剂的影响

众所周知，催化剂的表面性质不是均～的，即并非催化剂的全部表面都具有同一的催化活性与吸附特性，而是由一系列活性中心形成的表面。活性中心不是杂乱地散布在催化剂表面上，而是具有一定的规律与催化剂相适应。这些活性中心一旦遭到破坏，催化剂便

丧失活性或引起其它副反应。催化剂的中毒，普遍认为是催化荆毒素在催化剂表面生成薄膜，因而使表面丧失活性。但在很多情况下，使催化剂中毒的毒剂量非常少，它们甚至不可能生成一个单分子层，而这种毒素被牢固地吸附在活性中心上，使催化荆丧失活性或引 起其它副反应。

单醉或联醇生产时．经常有少量甲酸及其它有机酸生成，使设各产

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生腐蚀。原料气中又带有一定浓度的CO，在压力和适宜的温度条件下．会生成羰基铁或羰基镍．生成物被带入催化剂床层，吸附在催化剂表面，破坏催化刺的活性中心，改变了催化剂的孔结构引起催化剂失活或降低反应的选择性。

1．2 羰基铁、羰基镍对甲醇合成反应的影响’

有机合成的生成物与合成反应的条件有密切关系。虽然参加甲醇合成反应的元素只有碟、氢、氧三种， 由于台成反应条件，如温度、压力、空速、催化剂、反应气及 化剂中杂质等的作用，都可使反应偏离主方向，生成各种副产物，成为甲醇中的杂质。这些杂质的存在不仅为精馏与莘取提纯工艺带来了难度，而且影响了产品质量。由于羰基铁、羰基镍的存在，可引起许多副反应，其中己认识到的有如下几点：

(1)生成烃类反应

催化剂中含铁、钴、镍等第八族元素时，一氧化碳和氢将有如下反应：

C2)生成石蜡烃的反应

联酵生产和使用镉基催化剂生产甲醇，在合成租甲醇时发现有高碳链的碳氢化合物及石蜡烃的生成，情况严重时会引起农冷凝器、甲醇分离器堵塞，甚至温度达120℃的甲醇合成塔出口也被石蜡堵塞，被迫停产清蜡。因此，抑制和消除石蜡生成是改进联醇生产的重要课题。

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影响石蜡生成的因素较多，但羰基铁、羰基镍的存在是一重要因素。 催化剂中含有铁、镍或碱金属时，在0．01,--4 MPa、180-350℃时，CO与H2有下列反应：

当原料气中存在水蒸汽时，含有铁、镍的催化剂上与CO有下列反应：

(3)对产品纯度的影响

由于羰基铁能与甲醇形成共沸，因此粗甲醇中混入羰基铁很难处理掉，不仅会使甲醇中Fe 含量增高，而且会使精甲醇色度增大，甚至变红色，影响产品质量。由此可见，微量羰基铁、羰基镍的存在对甲醇催化剂及甲醇工艺的危害是极大的。因此，在合成塔前使用甲醇催化剂保护剂，脱除其中的羰基铁、羰基镍是很有必要的。 2 齐鲁甲醇催化剂保护剂的使用方法及效果

2．1 使用方法

2．1．1 QXJ系列

QXJ系列与德国南方化学公司的K306吸附剂同属低温型甲醇催化剂保护剂，其使用温度为5 120"C，一股可在精脱硫段加入。空速按合成原料气中的羰基铁、臻基镍含量而定。单醇因原料、设备、操作f艺条件等原因，羰基镍含量较高，使用空速一股为2000-3000

联醇原料气中羰基镍很低，而QXJ系列对羰基铁的吸附活性远比羰基镍高，所以可以在高空速下作用，一般使用空速可大于5000 h ，所以用量较少。

2．】．2 OMG系列

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QMG系列与丹麦托普索公司的MGg01同属高温型甲醇催化剂，其使用温度要求大于化工催化剞置甲醇技术 2001年|l【2囊 ‘ 49180"C， 一般放在甲醇合成塔内合成催化剂上部 主要是在合成温度下催化分解羰基铁、羰基镍．使铁、镍沉积在保护剂上．达到脱除毒物E保护合成催化剂的目的。使 空速一般为： ’单醇：6000—10000 h联醇：>18000 h_’

2．2 使用效果

经齐鲁石化公司第二化肥厂10万t，a甲醇装置工业侧线和工业应用试验表明：QxJ和QMG 系列甲醇催化剂保护剂对羰基铁、羰基镍的吸附活性分别达到国外水平．吸附容量也达到国外同类产品水平。 3 结论

通过以上分析，可得得出如下结论：

(1)由丁二合成甲醇原料气中羰基铁、羰基镍等杂质的存在，不仅能引起催化剂的中毒，降低催化剂的使Hj寿命；而且能引起费托反应．生成石蜡烃等一系列副反应，影响粗甲醇的质量，增加精制难度，并且直接影响精甲醇的产品质量。

(2)加 甲醇催化剂保护剂可有效地脱除原料气中的羰基铁、羰基镍等有害物质，不仅能延长 …… 此处隐藏：103字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……