探究甲醇合成催化劑失活的影響因素

葉帥 任健

摘要：甲醇合成催化劑的失活問題，是制約生產質量、效率和安全的重要因素。在實際生產中，需要采用綜合手段治理甲醇合成催化劑的失活問題，既要應用技術手段，更要注重管理手段。應該運用科學方法從多元化的角度著手，確保為安全生產，增加甲醇產量和催化劑效率，降低生產成本，增強企業經濟效益提供良好的保障。

關鍵詞：甲醇合成;催化劑失活;影響因素

1 穩定甲醇合成催化劑的重要性

1.1 提升經濟效益

良好的經濟效益是促進化工企業平穩發展的重要力量。在生產過程中，甲醇合成催化劑的活性將直接影響甲醇的產率，同時決定產品的生產效果。在整個生產過程中，其他環節出現問題的概率較小，所以催化劑失活就成為了一個生產短板，必須予以解決。

1.2 穩定生產

在常規甲醇合成生產過程中，甲醇合成催化劑的使用情況往往是最為主要的生產技術標準，其體現了工藝的特征以及裝置的特點。如果甲醇合成催化劑經常失活，那么說明工藝存在嚴重缺陷，需要更換工藝甚至是設備。如果能夠通過其他方式來穩定生產，就可以確保技術應用水平，穩定生產各個環節。

1.3 提升甲醇產品質量

甲醇產品質量將決定化工企業的市場綜合競爭力與市場信譽。通過穩定的催化劑可以獲得更好的產品質量，從而獲得良好的行業口碑，這對于企業的健康平穩快速發展具有重要意義。

2 影響甲醇合成催化劑失活的主要因素

2.1 毒害物對甲醇合成催化劑失活造成的影響

2.1.1 毒害物的種類及可能來源

通常無論是原材料，設備中存在的雜質以及催化劑制作的過程中都可能產生一定的毒害物，而這些毒害物極有可能對催化劑的生產效率和應用效果造成嚴重的影響，常見的毒害物可以分為硫與氨等多種物質。

2.1.2 硫對甲醇合成催化劑失活的影響

現階段，我們所使用的甲醇合成催化劑其主要是銅基催化劑，硫與其化合物是造成甲醇合成催化劑失活的主要因素之一，通常硫與硫化合物會對甲醇合成催化劑的使用期限與活性的關系極為緊密。原料氣中的硫多會以COS與H2S的形式出現，而COS與H2S和活性組分銅會產生一定的反應，最后會產生硫化亞銅，由此便會對甲醇合成催化劑表面以及堵塞孔道造成部分影響，不僅導致了催化劑失活的問題出現，還會造成永久性的中毒現象。

2.2 氨對甲醇合成催化劑失活的影響

當原料中氨的含量達到（50～100）×10-6的時候，甲醇合成催化劑中的活性與零氨含量的時候來講會減少10%～20%左右，因此甲醇合成催化劑中氨含量會對催化劑中的甲胺類的產物造成一定的影響，而這也關系到甲醇的生產量。對于聯醇技術來講，原料氣中含有的氨物質通常產于碳化流程的過程中，因此應該不斷強化生產管理力度，嚴格規范技術流程。通常部分聯醇廠在展開升溫還原作業過程中，會使用高氫還原的方式展開作業，而最后的還原氣通常會直接精煉N2-H2氣的合成過程中，尤其是在采取銅洗技術的部分企業，其所配入的精煉N2-H2氣中經常會混在少許的氨成分，而這將會與還原銅產生一定的化學反應，進而形成Cu-NH3絡合物，由此便成為了甲醇合成催化劑失活的直接原因。

3 降低甲醇合成催化劑失活頻率的應用策略

3.1 強化化學反應需求監管

根據甲醇合成催化自身來看，在研發階段需要從化學反應的基礎角度著手，同時需要運用有效的方式展開針對性的監管，這樣才可以為日后甲醇生產工作提供良好的幫助，并取得更優質的成效。首先需要充分了解甲醇合成催化劑化學反應的需求，因此在進行研發時，應該展開差異性的假設，假設要盡可能直觀對甲醇合成催化劑的化學反應進行觀察，便于研發者更好的梳理和總結研發結果與反應需求之間的相互聯系，由此進一步為后續的研發提供良好的保證，為每個階段的具體工作內容的設定和問題的解決提供有力的支撐。然后，在對其反應需求展開監管時，還應該給予大規模的生產與小規模的實驗極高的重視，并對其中存在的差異性進行充分的考慮，鑒于因量變極有可能導致質變，所以在對甲醇合成催化劑進行大批量生產與研發時，就需要化工企業對其需求進行科學的轉變。

3.2 強化原料氣的凈化力度

由于原料氣中存在的硫與其化合物對催化劑中的含有的銅會產生一定的影響，因此強化原料氣的凈化力度，對催化劑的生產量和應用具有極為重要的意義。由于原料氣中含有的硫多數可以分為COS，CS2，P，RSH以及噻吩等多種難以剔除的有機硫化物，其通常會在添加一定的氫后便可以有效分解。通常會將中毒機理確定為P與活性組分銅產生化學反應后所產生的硫化亞銅，造成催化劑喪失活性，同時硫化物還會和ZnO產生反應，從而改變甲醇合成催化劑中的活性組織，而這會對催化劑的催化效果造成影響，不僅使催化劑失去了原有的活性，還導致永久中毒的問題愈發嚴重。

3.3 強化原料氣的優化控制

無論是CO還是CO2都是合成甲醇的重要原料之一，而這兩種原料的在催化劑中的含有量對最后的化學反應以及效果具有極為關鍵的影響，所以應該盡可能的避免浮動較大的現象出現，而這就需要化工企業可以從多個角度著手，針對具體工作環節進行部署，盡可能的提高甲醇合成催化劑的產量。由于甲醇合成的化學反應從本質上屬于強放熱反應，合成氣中含有的CO量浮動上下相差相對較大，因此也就會造成甲醇合成催化劑中的床層溫度會出現急速升高和降低的現象發生，從而就導致了催化劑失活速度的提升。在合成作業中，合理的在其中加入一定的CO2對于減輕CO和H2合成甲醇的反應具有重要的作用，不僅可以對甲醇合成催化劑中的床層溫度進行有效的控制，還可以最大程度的保護其活性，盡可能的將合成氣中含有的CO2量控制在3%～5%左右。

4 結束語

催化劑在生產中有重要的作用，一直是被化工界技術人員高度關注。從客觀方面來看，甲醇合成催化劑在實際的研究中經常會出現失活現象，而這一現象的出現對化工行業的發展產生了極大的影響，因此如何運用合理完善的方式來解決這一問題，對完善工藝管理有重要的現實意義。

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