探究甲醇合成催化剂失活的影响因素

叶帅 任健

摘要：甲醇合成催化剂的失活问题，是制约生产质量、效率和安全的重要因素。在实际生产中，需要采用综合手段治理甲醇合成催化剂的失活问题，既要应用技术手段，更要注重管理手段。应该运用科学方法从多元化的角度着手，确保为安全生产，增加甲醇产量和催化剂效率，降低生产成本，增強企业经济效益提供良好的保障。

关键词：甲醇合成;催化剂失活;影响因素

1 稳定甲醇合成催化剂的重要性

1.1 提升经济效益

良好的经济效益是促进化工企业平稳发展的重要力量。在生产过程中，甲醇合成催化剂的活性将直接影响甲醇的产率，同时决定产品的生产效果。在整个生产过程中，其他环节出现问题的概率较小，所以催化剂失活就成为了一个生产短板，必须予以解决。

1.2 稳定生产

在常规甲醇合成生产过程中，甲醇合成催化剂的使用情况往往是最为主要的生产技术标准，其体现了工艺的特征以及装置的特点。如果甲醇合成催化剂经常失活，那么说明工艺存在严重缺陷，需要更换工艺甚至是设备。如果能够通过其他方式来稳定生产，就可以确保技术应用水平，稳定生产各个环节。

1.3 提升甲醇产品质量

甲醇产品质量将决定化工企业的市场综合竞争力与市场信誉。通过稳定的催化剂可以获得更好的产品质量，从而获得良好的行业口碑，这对于企业的健康平稳快速发展具有重要意义。

2 影响甲醇合成催化剂失活的主要因素

2.1 毒害物对甲醇合成催化剂失活造成的影响

2.1.1 毒害物的种类及可能来源

通常无论是原材料，设备中存在的杂质以及催化剂制作的过程中都可能产生一定的毒害物，而这些毒害物极有可能对催化剂的生产效率和应用效果造成严重的影响，常见的毒害物可以分为硫与氨等多种物质。

2.1.2 硫对甲醇合成催化剂失活的影响

现阶段，我们所使用的甲醇合成催化剂其主要是铜基催化剂，硫与其化合物是造成甲醇合成催化剂失活的主要因素之一，通常硫与硫化合物会对甲醇合成催化剂的使用期限与活性的关系极为紧密。原料气中的硫多会以COS与H2S的形式出现，而COS与H2S和活性组分铜会产生一定的反应，最后会产生硫化亚铜，由此便会对甲醇合成催化剂表面以及堵塞孔道造成部分影响，不仅导致了催化剂失活的问题出现，还会造成永久性的中毒现象。

2.2 氨对甲醇合成催化剂失活的影响

当原料中氨的含量达到（50～100）×10-6的时候，甲醇合成催化剂中的活性与零氨含量的时候来讲会减少10%～20%左右，因此甲醇合成催化剂中氨含量会对催化剂中的甲胺类的产物造成一定的影响，而这也关系到甲醇的生产量。对于联醇技术来讲，原料气中含有的氨物质通常产于碳化流程的过程中，因此应该不断强化生产管理力度，严格规范技术流程。通常部分联醇厂在展开升温还原作业过程中，会使用高氢还原的方式展开作业，而最后的还原气通常会直接精炼N2-H2气的合成过程中，尤其是在采取铜洗技术的部分企业，其所配入的精炼N2-H2气中经常会混在少许的氨成分，而这将会与还原铜产生一定的化学反应，进而形成Cu-NH3络合物，由此便成为了甲醇合成催化剂失活的直接原因。

3 降低甲醇合成催化剂失活频率的应用策略

3.1 强化化学反应需求监管

根据甲醇合成催化自身来看，在研发阶段需要从化学反应的基础角度着手，同时需要运用有效的方式展开针对性的监管，这样才可以为日后甲醇生产工作提供良好的帮助，并取得更优质的成效。首先需要充分了解甲醇合成催化剂化学反应的需求，因此在进行研发时，应该展开差异性的假设，假设要尽可能直观对甲醇合成催化剂的化学反应进行观察，便于研发者更好的梳理和总结研发结果与反应需求之间的相互联系，由此进一步为后续的研发提供良好的保证，为每个阶段的具体工作内容的设定和问题的解决提供有力的支撑。然后，在对其反应需求展开监管时，还应该给予大规模的生产与小规模的实验极高的重视，并对其中存在的差异性进行充分的考虑，鉴于因量变极有可能导致质变，所以在对甲醇合成催化剂进行大批量生产与研发时，就需要化工企业对其需求进行科学的转变。

3.2 强化原料气的净化力度

由于原料气中存在的硫与其化合物对催化剂中的含有的铜会产生一定的影响，因此强化原料气的净化力度，对催化剂的生产量和应用具有极为重要的意义。由于原料气中含有的硫多数可以分为COS，CS2，P，RSH以及噻吩等多种难以剔除的有机硫化物，其通常会在添加一定的氢后便可以有效分解。通常会将中毒机理确定为P与活性组分铜产生化学反应后所产生的硫化亚铜，造成催化剂丧失活性，同时硫化物还会和ZnO产生反应，从而改变甲醇合成催化剂中的活性组织，而这会对催化剂的催化效果造成影响，不仅使催化剂失去了原有的活性，还导致永久中毒的问题愈发严重。

3.3 强化原料气的优化控制

无论是CO还是CO2都是合成甲醇的重要原料之一，而这两种原料的在催化剂中的含有量对最后的化学反应以及效果具有极为关键的影响，所以应该尽可能的避免浮动较大的现象出现，而这就需要化工企业可以从多个角度着手，针对具体工作环节进行部署，尽可能的提高甲醇合成催化剂的产量。由于甲醇合成的化学反应从本质上属于强放热反应，合成气中含有的CO量浮动上下相差相对较大，因此也就会造成甲醇合成催化剂中的床层温度会出现急速升高和降低的现象发生，从而就导致了催化剂失活速度的提升。在合成作业中，合理的在其中加入一定的CO2对于减轻CO和H2合成甲醇的反应具有重要的作用，不仅可以对甲醇合成催化剂中的床层温度进行有效的控制，还可以最大程度的保护其活性，尽可能的将合成气中含有的CO2量控制在3%～5%左右。

4 结束语

催化剂在生产中有重要的作用，一直是被化工界技术人员高度关注。从客观方面来看，甲醇合成催化剂在实际的研究中经常会出现失活现象，而这一现象的出现对化工行业的发展产生了极大的影响，因此如何运用合理完善的方式来解决这一问题，对完善工艺管理有重要的现实意义。

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