擔(dān)載型moc催化劑的制備及其催化劑加氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)性能研究——學(xué)年論文(編輯修改稿)
2024-07-20 02:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力的要求低，安全可靠。但是也有一定的缺點(diǎn)：反應(yīng)壓力低導(dǎo)致設(shè)備的體積大，不利于工業(yè)化大型生產(chǎn)。德國(guó)Lurgi公司也使用低壓法合成甲醇的工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于合理利用了反應(yīng)熱，循環(huán)氣量少，合成系統(tǒng)設(shè)備尺寸小。 中壓法制甲醇中壓法是在低壓法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，操作壓力為10 MPa。它克服了高壓法和低壓法的缺點(diǎn)，有效的降低了甲醇的生產(chǎn)成本。目前，工業(yè)上甲醇合成的原料氣大多采用合成氣(CO、H2)，其中合成氣是由煤或天然氣為原料制成的，這樣甲醇的生產(chǎn)成本受煤和天然氣的價(jià)格影響較大。二氧化碳資源豐富，所以人們對(duì)二氧化碳加氫制甲醇的研究越來越多。另外，從反應(yīng)放出熱量的角度考慮，相比于一氧化碳加氫合成甲醇的反應(yīng)，二氧化碳加氫合成甲醇反應(yīng)放出的熱量明顯要低很多，這樣在反應(yīng)過程中，有助于防止催化劑床層溫度的飛溫，使催化劑床層的溫度更容易控制，也有利于延長(zhǎng)催化劑的壽命。3 二氧化碳催化加氫合成甲醇催化劑的研究現(xiàn)狀甲醇催化劑的制備是衡量合成甲醇工業(yè)技術(shù)水平高低的關(guān)鍵技術(shù)之一 ,甲醇工業(yè)的發(fā)展很大程度上取決于催化劑的研制及其性能改進(jìn)。在甲醇生產(chǎn)中 ,很多工業(yè)指標(biāo)和操作條件都是由催化劑的性質(zhì)決定的。隨著甲醇工業(yè)的快速發(fā)展 ,對(duì)甲醇合成催化劑的研究開發(fā)提出了更高的要求。國(guó)內(nèi)外研究人員都在積極開發(fā)、應(yīng)用新型甲醇合成催化劑 ,以提高甲醇的產(chǎn)量和質(zhì)量 ,節(jié)約能源 ,降低成本。甲醇合成催化劑一般可分為鋅鉻催化劑、 銅基催化劑、 鈀系催化劑和鉬系催化劑。鋅鉻 (ZnO /Cr 2O3 )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 590 K～670 K。為了獲取較高的轉(zhuǎn)化率 ,操作壓力必須為 25 MPa～35 MPa,因此被稱為高壓催化劑。鋅鉻催化劑的特點(diǎn)是: a) 耐熱性能好 ,能忍受溫差在 100 ℃以上的過熱過程。b) 對(duì)硫不敏感。 c) 機(jī)械強(qiáng)度高。 d) 使用壽命長(zhǎng) ,使用范圍寬 ,操作控制容易。 e) 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 Cr 2O3 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.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 /Al 2O3 (Cu2 Zn2 Al) ,由英國(guó)I C I公司和德國(guó) Lurgi公司先后研制成功。低 (中 )壓法銅基催化劑的操作溫度為 210 ℃～300 ℃,壓力為 5MPa～10 MPa,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: a) 活性好 ,單程轉(zhuǎn)化率為 7%～8%。 b) 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。 c) 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。由于銅基催化劑的選擇性可達(dá) 99%以上 ,所以新型催化劑的研制方向在于進(jìn)一步提高催化劑的活性、 改善催化劑的熱穩(wěn)定性以及延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。新型催化劑的研究大都基于過渡金屬、 貴重金屬等 ,但與傳統(tǒng) (或常規(guī) )催化劑相比較 ,其活性并不理想。例如 ,以貴重金屬鈀為主催化組分的催化劑 ,其活性提高幅度不大,有些催化劑的選擇性反而降低。銅基催化劑是甲醇合成工業(yè)中的重要催化劑, 但是由于原料氣中存在少量的 H2 S、 CS Cl 2 等 ,極易導(dǎo)致催化劑中毒 ,因此耐硫催化劑的研制越來越引起人們的興趣。天津大學(xué) Zhang Jiyan研制出MoS2 /K2 CO3 /MgO2 Si O2含硫甲醇合成催化劑 ,溫度為 533 K,壓力為 8 . 1MPa,空速 3 000 h 1,φ(H2 ) ∶φ(CO) =1 . 42,含硫質(zhì)量濃度為 1 350 mg/L, CO的轉(zhuǎn)化率為 36 . 1% ,甲醇的選擇性為 53 . 2%。該催化劑雖然單程轉(zhuǎn)化率較高 ,但選擇性只有 50%,副產(chǎn)物后處理復(fù)雜 ,距工業(yè)化應(yīng)用還有較大差距。催化劑各組分
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