甲醇:铜基催化剂的装填、升温、还原、钝化

2012-03-04 10:20:58 来源: 编辑:人评论

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   催化剂的装填方法因合成塔反应器的型式不同而不同,但都要求装填均匀,不能有“架桥”现象,另外,在催化剂装填过程中要防止催化剂破碎。催化剂装填的量受催化剂的时空收率及反应换热速率决定。

   铜基催化剂装填完成后,需进行升温还原后才具有活性,升温是通过向合成塔换热器水侧注入高温蒸汽进行的,升温要求平稳以防止物理水集中在较短的时间内脱出造成催化剂破碎而影响催化剂的寿命。还原是用还原H2(或CO)进行,还原的好坏,决定了催化剂运行期间生产的产品数量、质量、消耗指标及使用寿命。因此采取正确的还原方法,严格控制还原条件,是决定发挥催化剂性能的关键。

还原反应:CuO+H2=Cu+H2O  +86KJ/mol

 CuO+CO=Cu+CO2+125.67KJ/mol

   催化剂还原反应是放热量很大的化学反应,如果不控制还原反应的速度,不及时移走反应放出的大量热,就会使催化剂过热或烧坏。

   从还原反应中可以看出用CO还原的反应热要比H2还原时的反应热大得多,所以在还原氢气中含有CO时,要更加注意还原反应的速率。铜基催化剂在使用H2作为还原剂时有水生成,例如MK101催化剂出水量为128Kg/m3。铜基催化剂强度较差,且在甲醇合成塔内堆积高度大,底部催化剂受到很大的压力,如果催化剂还原反应过分剧烈,集中在较短的时间内出水,使反应气体水汽浓度太高,易引起催化剂粉化、破碎。同时,如果空速过高,催化剂床层压力降过大,也会使下部催化剂受压加大,造成催化剂的破碎。催化剂破碎后,整个床层的阻力剧增,将会严重影响生产运行负荷。催化剂的还原必须严格控制还原速度,一般使用床层温度和出水速度来控制反应速度。

   钝化是指催化剂在使用结束后、卸出反应器之前,为使催化剂失去活性,而将还原态的铜氧化为氧化态的氧化铜而进行的操作,一般使用在氮气掺氧的方法。此时要控制好氧化速度,即含氧量要严格控制,严防氧化过快使得催化剂烧结,甚至烧坏反应器。钝化后催化剂呈氧化态,可以在降低温度后打开反应器并卸出催化剂。系统停车时,可以采用氮气保压保护法,而不进行钝化。

 

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