LC210联醇化剂和LC308甲醇合成催化剂的研制.docVIP

LC210联醇催化剂和LC308甲醇合成催化剂的研制0?? 前言 ??? 甲醇是重要的有机化工原料，产量仅次于合成氨、乙烯，居世界第三位。随着作为汽油添加剂的甲基叔丁基醚(MTBE)需求量的增加，作为其原料的甲醇需求量猛增，1999年世界甲醇消费量达26500kt，2005年需求预测29800kt。我国甲醇产量在“八五”期间年均增长率为18.1％，“九五”为8.2％。1995年产量为1470kt，1996年甲醇生产能力2436kt，产量1412kt，2002年甲醇产量达到2109.5kt，表观消费量为3900kt，自给率为54%。2003年甲醇产量更是大幅增长，全年产量达到2900kt，比上年增长37％以上。随着M15（即在汽油和柴油中掺混15%甲醇）技术的日趋成熟，甲醇显示出良好的发展前景，2004年甲醇市场总年产能将超过5000kt。 ??? 我国现有甲醇装置近200套，甲醇催化剂是甲醇生产技术中关键技术之一，其技术进步极大地促进着甲醇工业的发展。1991～1997年平均年耗甲醇合成催化剂948t，甲醇催化剂使用水平为百万吨醇耗催化剂800t。2000年甲醇产量1920kt，需甲醇催化剂1800t，预计2005年甲醇催化剂的需求量将达2600t。 ??? 全世界现有75%以上的甲醇合成采用中低压法，普遍采用英国ICI工艺和德国Lurgi工艺。国外生产甲醇催化剂的公司有美国UCI公司，英国ICI(51-1、51-2、51-3系列)公司，德国Lurgi公司（LG104）及丹麦Topsoφe公司（MK101）等。甲醇催化剂的研制方向仍是向低温节能、高活性、高热稳定性、高机械强度和低副反应产物的方向发展。近几年来，南化集团研究院开发出了NC306型甲醇合成催化剂，该催化剂具有如下特点：合适的外形、机械强度好、容易还原、收缩率低、活性好、日产量高、温区宽、炉产量高、选择性高、杂质少。南化催化剂厂与厦门大学合作开发出了NC208联醇催化剂。西南院开发出的C302-2型和XNC-98新型合成甲醇催化剂稳定性好，对CO2转化能力高。齐鲁石化公司研究院开发了QCM-01型合成甲醇催化剂，完成了1000h立升级侧流试验。 1?? LC210联醇催化剂的研制 ??? 联醇催化剂广泛应用于我国的合成氨联产甲醇工艺中。国内使用较多的是南化院C207催化剂，近年来联醇催化剂又出现了一些新品种，如南化院和厦门大学联合开发的NC208联醇催化剂，临朐环球化工集团股份公司的LBC407联醇催化剂，WC-1联醇催化剂，浙江温州龙湾瑶溪工业区的FXC101联醇催化剂。联醇催化剂的性能和使用技术在科研单位和使用厂家的共同努力下有了较大的提高。 ??? 西北化工研究院在总结和借鉴国内外甲醇催化剂研究成果的基础上，经过潜心研究，开发了LC210联醇催化剂和LC308甲醇合成催化剂。工业生产运行表明，催化剂性能优良，各项性能指标达到工厂的要求。 1.1?? LC210联醇催化剂的特点和性能 ??? 西北化工研究院经过多年的实验室研究和工厂侧流试验。对催化剂制备的核心步骤，共沉淀工艺中的沉淀反应器和氧化铝加入方式作了重大改进。定型样在操作温度范围内CO转化率明显高于国内现有的工业联醇催化剂，粗醇中甲醇含量高于工业催化剂，杂质含量也比较低。通过研究有关工艺条件，逐级放大，完成了联醇催化剂的扩大制备研究（放大到小试的2倍、10倍、20倍）。放大时重复制备性能良好，500h实验室性能长周期考核结果表明，催化剂初活性、耐热性及粗醇中有机杂质的含量均优于工业同类催化剂。 ??? LC210联醇催化剂具有以下特点。(1)操作弹性大，既可用低氢还原，也可用高氢还原，还原过程无特殊要求，操作温度范围宽。(2)催化剂反应活性和热稳定性均超过了国内现有的联醇催化剂，提高了催化剂生产能力，延长了联醇催化剂的使用寿命。(3)粗醇中甲醇含量有较大幅度提高，较国内现有的联醇催化剂提高5～8个百分点。(4)由于严格控制了催化剂中杂质含量，防止了催化剂使用过程中结蜡现象的发生。 1.2? LC210联醇催化剂的化学组成及物理性质 ??? 联醇催化剂主要化学成分为氧化铜、氧化锌，选用优质氧化铝为载体，并添加少量助剂。其主要物化性能如下： ??? 外观? 黑色光泽圆柱体 ????规格? φ5×4～5mm ?? ?堆比重? 1.4～1.6kg/L ??? 径向压碎力均值? 侧压≥180N/cm ??? 磨耗率? ＜5% 1.3? LC210与现有联醇催化剂的性能对比 ??? 制备过程中，联醇催化剂在自行设计的独特沉淀反应器中瞬时完成沉淀，随后经老化、洗涤、过滤、烘干、焙烧、打片等工序，制得催化剂成品。通过系统研究催化剂制备工艺，对沉淀形成过程及氧化铝加入方式作了重大改进，使催化剂初活性及热稳定性有较大提高。