甲醇合成催化剂失活及影响因素分析

甲醇合成催化剂失活分析摘要：现如今，随着我国经济的发展与社会的进步，化工生产领域也成功步入到了高速发展的新阶段。

如果还想要提高化工生产的创造力与生产能力，相关工作人员就需要针对铜基催化剂的内容进行深入的探究。

站在客观的角度上进行探究，甲醇合成铜基催化剂在探析工作的相关流程上，发现了失活问题在化工生产目标中所造成的影响不容忽视，针对这些负面影响我们需及时制定应对措施，这对于今后的工作可以取得佳绩提供了非常大的帮助。

本文就甲醇合成铜基催化剂失活的影响原因进行了详细分析，以此希望能够为化工生产的系列工作提供帮助。

关键词：甲醇；铜基催化剂；失活一、造成甲醇合成铜基催化剂失活的因素在化工产业的新时期发展中，作为极具代表性的甲醇合成铜基催化剂想要取得进一步佳绩，除了解决现有的系列问题外，还需针对相关工作做出贡献，这样才有利于为日后工作提供相应的的帮助。

把过去工作中的相关经验与线下工作的标准相结合起来，就可以发现影响甲醇合成铜基催化剂失活的因素可分为两项。

一、在对原材料的选择过程中，并没做出良好的选择，导致原材料中所含杂质过高，这直接影响到了其在生产过程中的效率与质量，以至于产品达不到最初预期。

二、出现甲醇合成酮基催化剂失活的影响因素还与技术人员的工作能力相关，能力不足就会导致失活情况的出现，以至于在化学反应的综合把控中达不到预期效果，最终导致出现了不良影响。

二、如何判断催化剂活性好坏（一）热点温度在化学工业上，通常把合成塔轴线上温度的最高点称为热点温度。

热点温度与铜基催化剂活性两者呈正相关，铜基催化剂活性越高，也就代表着热点温度位置越高。

在其床层的上方位置反应物的浓度可以达到最高值，生成物的浓度相反确是最低点，这时所形成的运动反应是最剧烈的，铜基催化剂的温度也因此呈持续上升趋势。

当到达温度巅峰值后，生成物的浓度增加反应物的浓度降低，反应进程开始减慢。

反应的生成物热量被带走，床层的温度逐渐降低。

（二）铜基催化剂床层温差铜基催化剂的床层温度变化过大，就会造成部分床层温度达不到铜基催化剂活性温度的状况出现，这就会出现变化反应都集中在局部活性温度达标的地点，从而释放热量，因此化学反应越剧烈就会带动床层温度变化越大,铜基催化剂的活性温度也就因此变得更好了。

延长甲醇合成催化剂使用寿命的方法探讨一、前言甲醇合成催化剂是工业生产中广泛使用的重要催化剂之一，但其使用寿命受到多种因素的影响，如温度、压力、反应物质质量比等。

为了延长其使用寿命，需要采取一系列有效的方法进行探讨和实践。

二、优化反应条件1. 温度控制：甲醇合成反应是一个放热反应，在高温下易导致催化剂失活。

因此，在选择反应温度时，需要考虑到催化剂的稳定性和活性之间的平衡。

通常情况下，选择较低的反应温度可以有效延长催化剂的使用寿命。

2. 压力控制：在甲醇合成反应中，压力对于催化剂的稳定性和活性同样具有重要影响。

过高或过低的压力都会导致催化剂失活。

因此，在选择适当的压力时需要综合考虑多种因素。

3. 反应物质质量比：在甲醇合成反应中，CO/H2比例对于催化剂活性和稳定性同样具有重要影响。

通常情况下，选择适当的CO/H2比例可以有效延长催化剂的使用寿命。

三、催化剂表面修饰1. 添加助剂：添加适量的助剂可以提高催化剂活性和稳定性。

常见的助剂包括Mn、Cr、Zr等。

2. 表面修饰：通过表面修饰可以改变催化剂表面结构和组成，从而提高其活性和稳定性。

常见的表面修饰方法包括负载、离子交换等。

四、催化剂再生1. 活性组分补充：在催化剂失活后，可以通过补充活性组分来恢复其活性。

常见的活性组分包括Cu、Zn等。

2. 热处理：通过热处理可以去除催化剂表面吸附物质，从而提高其活性和稳定性。

热处理温度和时间需要根据具体情况进行选择。

五、催化剂保护1. 防止水蒸气进入反应体系：水蒸气会导致催化剂失活，因此需要采取有效措施防止水蒸气进入反应体系。

2. 防止空气进入反应体系：空气中的氧气会导致催化剂失活，因此需要采取有效措施防止空气进入反应体系。

六、结语以上是延长甲醇合成催化剂使用寿命的一些方法探讨。

在实际生产中，需要根据具体情况选择合适的方法进行实践和总结。

只有不断探索和创新，才能使甲醇合成催化剂的使用寿命得到有效延长。

甲醇制烯烃反应中的催化剂积碳机理柴涵语（中国石油乌鲁木齐石化公司研究院，新疆乌鲁木齐830019）摘要：MTO反应中产生的碳沉积物会导致分子筛催化剂的孔隙和活性位点的堵塞，加速其性能下降而失去活性。

文中从催化剂积碳物质形成机理出发，阐述了MTO反应中催化剂积碳形成的影响因素，包括分子筛酸性、孔径结构及反应条件等；分析了积碳对催化剂及MTO反应产物选择性的变化。

得到结论，催化剂孔道和空腔内产生的芳香族中间物的大量沉积形成焦炭分子是致使催化剂失活的主要原因，为改进催化剂及工艺技术开发提供研究依据。

关键词：甲醇；烯烃；分子筛催化剂；积碳中图分类号：TQ426.94文献标识码：B文章编号：1671-4962（2023）01-0011-04 Mechanism of catalyst carbon deposition in methanol to olefin reactionChai Hanyu（Research Institute，PetroChina Urumchi Petrochemical Company，Urumchi830019，China）Abstract:In the MTO reaction,the carbon deposition produced will lead to the blockage of the pores and active sites of the molecular sieve catalyst,thus accelerating the decline of its performance and the loss of activity.Based on the formation mechanism of catalyst carbon deposition material,this paper describedthe influencing factors of catalyst carbon deposition in MTO reaction, including acidity of molecular sieve,pore size and reaction conditions,analyzed the change of selectivity of carbon deposition on catalyst and MTO reaction products.The results showed that coke molecules formed by large amount of aromatic intermediates deposited in catalyst channels and cavities during the reaction process were the main cause of catalyst deactivation,which provided research basis for improving catalyst and technological development.Keywords：methanol；olefin；molecular sieve catalyst；carbon deposition随着原油储量的减少，石油化工产品尤其是乙烯、丙烯的需求量明显增加，代替原料工艺引起了学者们的研究热潮，包括乙烯、丙烯和丁烯在内的轻质烯烃成为现代化工产品的重要构成之一［1，2］。

甲醇合成催化剂运行状况及问题研究摘要：本文主要对甲醇合成催化剂问题进行研究，分析甲醇合成催化剂的使用情况以及其中存在的问题，从而提出相应的应对措施，在提升甲醇合成催化剂性能的前提下，延长其使用寿命，希望对相关的工作人员具有一定的参考价值。

关键词：甲醇合成催化剂；化合反应；使用寿命；脱硫剂前言：近年来我国甲醇合成系统的产能逐渐趋于稳定，取得了一定的成效，但是其中仍旧存在一定的问题，例如，甲醇合成催化剂在长时间运行后，其活性就会衰减，令整个甲醇合成系统出现问题，因此，为了确保系统的稳定性，需要加强对甲醇合成催化剂的研究工作，充分发挥其效能。

1甲醇合成系统的工艺简介分析甲醇合成反应的主要原理就是碳氢气体之间的化学反应，由于受到化学反应平衡的制约，其中氢气以及一氧化氮的转化率较低，因此即使甲醇被分离出来后，未参与反应的气体还会返回到甲醇合成塔中，再次发生化合反应，由于甲醇合成系统中主要包含甲醇合成、分离以及循环三个环节。

新鲜气体进入甲醇合成系统前先在脱毒槽进行脱毒，确保新鲜气中硫含量降低至50*10-9以下后，再进入到循环回路中和循环气体混合[1]。

另外，为了避免惰性在系统的回路中聚积，还需要在甲醇合成、降温、分液后驰放气体，可利用前工序的压缩机组回收此股气体，令其返回到系统中，实现循环利用。

2甲醇合成催化剂的运行情况分析2.1系统运行情况分析在实际生产中，甲醇合成系统主要是含有浓度为93.53％的粗甲醇、4.33％的水以及0.23％的杂醇，系统运行的时间越长，则催化剂的活性就会越弱，导致系统在运行过程中发生以下问题：首先是甲醇合成塔的温度会上升，从原本的230℃上升到245℃，同时系统中气体的成分也会发生改变，碳元素的转化率从75％下降至50％。

其次，甲醇合成系统的驰放量也会增加，即使增加压力，也无法提升催化剂的活性。

再次，甲醇合成系统的压力显著上升，而且粗甲醇中乙醇含量也会显著上升，高达3000*10-6，不利于提取出精甲醇，影响其销量。

甲醇合成催化剂中毒失活机理及现状分析摘要：合成催化剂活性的好坏直接关系到甲醇产量及各项能耗的高低，是甲醇生产极其重要的环节。

我厂甲醇装置自开工以来一直被合成催化剂中毒现象所困扰，并且损失了大量资金，对装置的产量、成本及长周期运行均产生了极大影响。

本文将针对甲醇装置合成催化剂中毒失活机理、现状及措施展开探讨。

希望能对装置的运行及提高合成催化剂的使用效率提供有价值的参考。

关键词：催化剂；毒物；硫；羰基物；失活目前国内外所采用的甲醇合成催化剂均为铜基催化剂，氧化铜含量约占50-70%（wt），氧化锌含量约占20-30%。

铜基催化剂在使用前都要将其还原成单质铜才具有活性，而活性铜对硫、氯、羰基金属、油、磷、氨等毒物和温度变化较敏感，另外在还原过程中对温度的控制，防止烧结现象对催化剂活性也会产生一定影响。

所以铜基催化剂对原料气纯度和生产操作精细程度的要求很严格，否则极易造成催化剂中毒及失活。

本文将从以下毒物对催化剂的影响及生产运行控制两方面对催化剂中毒机理及失活现象展开论述。

1 催化剂中毒机理成因及失活研究1.1 硫对催化剂的影响硫是原料气中常见的毒物，也是引起催化剂活性衰退的主要因素。

换言之，原料气的硫含量决定了铜基催化剂的活性和使用寿命。

原料气中硫一般以h2s和cos形式存在。

除上述两种形态外，还有cs2、硫醚、噻吩等有机硫，它们相对含量比较少，但较难以脱除。

铜基甲醇催化剂对硫化物十分敏感，微量的硫化物就易造成催化剂的永久性中毒失活。

原料气中硫化物通常有h2s、cos、cs2和噻吩等。

通过科研机构的研究证实cs2和噻吩极易导致催化剂中毒，其次为cos，中毒作用相对最弱的是h2s。

h2s在活性cu上的吸附比在zno上强。

对于硫中毒的机理，通常认为是h2s和活性组分铜起反应生成硫化亚铜，覆盖催化剂表面和堵塞孔道而使其丧失活性，而且是永久中毒。

因此对原料气进行精脱硫净化是一种有效的延长甲醇催化剂使用寿命的方法。

司也随后研制了同类催化剂，其代表产品为CuO/ZnO/Al 2O 3。

在催化合成过程中操作压力为5～10MPa ；温度为200～300℃。

比最初甲醇合成工艺所需的压力和温度要低很多，属于低温低压操作条件的范畴。

这类催化剂的特点是：耐热性能较差、活性较高、选择性也高；但对杂质较为敏感；而这种低压法生产设备的体积大，从而占地面积大、投资也较大。

1.2.3 贵金属负载类催化剂贵金属负载类催化剂是由MgO 、SiO 2、ZrO 2等氧化物作为载体，将某些贵金属负载，通常贵金属选择Pd 、Pt 、Au 等。

其代表产品为PtCr/Si SiO 2、PtW/SiO 2等，这类催化剂的优点主要在于对甲醇的选择性很高，有的催化剂即使在合成过程中其他杂质较多情况下仍然可以保持高选择性以及高转化率。

2 反应条件对甲醇合成催化剂的影响在反应过程中催化剂催化效果的好坏不仅和自身的性质、结构有关，而且反应条件也对催化剂有很大的影响作用。

适宜的反应条件会让催化剂的活性达到最佳状态。

所以在甲醇合成过程中，研究不同反应条件对于催化剂活性的影响很有必要。

2.1 压力对催化剂的影响甲醇合成反应为：CO+2H 2=CH 3OH,该反应的正方向是分子数减少，根据化学平衡相关知识可以知道，当压力增大时反应会向生成反应物方向移动，即有利于甲醇产品的合成。

，所以，当压力增大时，甲醇转化率会随着压力的增加而升高。

除此以外，催化剂上反应物的吸附以及生成物的脱附也和压力有关。

实验研究表明，当压力增加10%，甲醇的转化率亦增加10%。

但并非压力一直增加转化率会一直随之增加，和其他对压力有要求的反应一样，压力增加虽然会提高产物转化率，但有一个限值。

对于甲醇生产来讲，当压力超过8MPa ，甲醇转化率反而呈开始下降趋势。

2.2 温度对催化剂的影响温度作为化学反应过程中至关重要的反应条件之一，对于化学反应速率、反应方向都有着很重要的影响作用。

对于使用催化剂的化学反应中，温度更是不能忽视的因素之一。

煤制甲醇合成工艺常见问题方法探究煤制甲醇是一种重要的化工工艺，通过将煤气化产物气体转化成甲醇，可以充分利用煤炭资源，减少对石油等非可再生能源的依赖。

煤制甲醇工艺常见问题的解决对于提高工艺的稳定性和经济效益具有重要意义。

本文将从煤制甲醇合成工艺的常见问题出发，探讨解决方法，为工程技术人员提供参考和借鉴。

煤制甲醇合成工艺常见问题之一是催化剂失活。

催化剂在长时间的运行中会发生失活现象，主要是由于催化剂表面积和活性位点的减少，导致反应活性降低。

解决方法可以通过提高反应器的操作温度和压力，以增加催化剂表面积和活性位点的利用率；定期进行催化剂再生和更换，恢复催化剂的活性。

还可以通过改进催化剂的配方和制备工艺，提高催化剂的稳定性和耐受性，延长其使用寿命。

煤制甲醇合成工艺常见问题之二是产物纯度不稳定。

甲醇是一种重要的有机化工产品，其纯度对于下游产品的质量影响极大。

产物纯度不稳定可能导致产品质量不稳定，影响工艺的经济效益。

解决方法可以通过优化反应器的操作条件，如温度、压力和进料气体比例，以提高产物的选择性和纯度；采用离心分离、蒸馏和结晶等方法对产物进行精制，去除杂质，提高产品的纯度和稳定性。

煤制甲醇合成工艺常见问题之三是催化剂的选择和制备。

催化剂的选择和制备直接关系到工艺的效率和成本。

不同的催化剂对于甲醇合成的活性和选择性有着不同的影响，选用合适的催化剂对于提高工艺的稳定性和产物的纯度至关重要。

解决方法可以通过对不同催化剂的活性和选择性进行评价，选择最适合的催化剂；优化催化剂的制备工艺，控制催化剂的晶粒大小和分布，提高催化剂的活性和稳定性。

煤制甲醇合成工艺常见问题之四是再循环气体的处理。

甲醇合成过程中产生的再循环气体含有大量的杂质和有害物质，需要进行处理和回收利用。

再气体的处理对于降低生产成本和减少环境污染具有重要意义。

解决方法可以通过采用吸附、膜分离和化学吸收等方法对再气体进行处理，去除其中的二氧化碳、硫化物和氨等有害物质，回收其中的甲醇和氢气，提高资源利用率和环境友好度。

甲醇合成催化剂的失活分析与对策摘要：甲醇催化剂的失活在甲醇生产中是个普遍问题，从催化剂各种毒物的中毒机理及来源分析入手，如何合理延长催化剂使用寿命是本文探讨的重点。

关键词：甲醇合成催化剂中毒使用寿命一、引言近年来随着国家能源政策的调整，甲醇市场得到了较大的发展，我国新建了一大批甲醇装置，在原料上以煤为原料逐渐成为主导趋势，技术上合成催化剂由高压锌铬催化剂发展到低温铜基催化剂而且在节能降耗等方面都有了很大的发展，但是就目前各个甲醇厂的实际情况来看，触媒的使用寿命普遍比较短。

如何延长触媒的使用寿命逐渐成为人们追求的目标。

这其中的主要原因在于，对合成气中的导致甲醇触媒失活的各种物质的毒性机理认识不足，重视不够。

我们厂的触媒平均每三年换一次。

采用的是：低压法甲醇气相合成工艺，催化剂主要是铜系催化剂。

催化剂的组成均在以下基本配比范围内波动：cu/zn/al=6：30：10（摩尔百分比）。

二、催化反应机理催化剂是这样一种物质，它能改变化学反应速度，但其本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。

固体催化剂的表面结构是不均匀的，只有表面上某些有特定的原子结构、电荷密度、几何形貌的部位对特定的化学反应才具有催化作用，这些特殊部位称为催化剂的活性中心。

在活性中心上反应物分子先是被吸附在其上面。

被吸附的分子在活性中心表面进行能量交换，形成类似化学键的形式，从而削弱反应分子之间各原子间的化学键能，使分子变形而相互重新结合，完成合成反应；或活性中心与被吸附反应物分子构成配价健，而使反应物分子活化，并促使其在配位上进一步反应，最后转化为反应产物。

催化剂的活性与催化剂活性中心的面积、数量有直接的正比例关系。

活性中心，是催化剂的核心点，与催化剂的组成、制作方法，粘结性、比表面积、晶格结构有关。

延长催化剂活性寿命主要取决于三方面:〈1〉催化剂的稳定性。

〈2〉气体的净化程度、装置的清扫程度。

〈3〉使用条件。

三、催化剂的中毒我们厂低压法合成工艺使用的是cu-zn-al系催化剂，该系催化剂活性高，选择性强，但活性温度范围小，对毒物极为敏感，容易中毒失活，导致催化剂失活的主要因素有以下几个方面: 〈1〉硫化物〈2〉油污〈3〉超温烧结下面分别对上述毒物的来源和催化剂的失活机理及防范措施作以粗浅的分析:1.硫化物1.1硫化物的形态和含量分布硫化物是最常见的毒物，是引起催化剂活性丧失的主要因素。