甲醇是一種極其重要的基礎(chǔ)化工原料,主要用于生產(chǎn)二甲醚、汽油、甲醛等,還可以用作潛在的車用醇醚燃料電池的燃料、甲醇植物生長促進劑等。在甲醇合成過程中,催化劑是關(guān)鍵,然而,目前企業(yè)催化劑的使用壽命普遍僅達到催化劑廠家設(shè)計壽命的1/3左右,嚴(yán)重增大企業(yè)運行成本。因此,找到引起催化劑失活的關(guān)鍵原因,提出具有實際應(yīng)用價值的解決方案是目前企業(yè)亟待解決的關(guān)鍵課題。針對該問題,本文從合成氣成分、含量以及催化劑失活因素入手,借助XRF、XRD、BET、XPS等手段,分析企業(yè)催化劑（RK-3和RK-7）使用前后的元素含量、顆粒尺寸、分散度、分布方式等,以確定合成氣成分和含量對催化劑物化性質(zhì)的影響規(guī)律,為后續(xù)催化劑的選擇和研制提供理論依據(jù)。具體研究內(nèi)容如下:研究企業(yè)催化劑失活關(guān)鍵因素。對自正常開車運行以來,使用過的新舊甲醇催化劑上雜質(zhì)S、Cl、Fe等的組成及含量、活性組分CuO/Cu,助劑ZnO/Zn的納米粒子尺寸及分布進行表征分析。研究結(jié)果表明,新催化劑含有極少量Fe、Ni等元素,不含S和Cl。但使用后催化劑上都產(chǎn)生了新的雜質(zhì)S和Cl,且Fe含量明顯較新催化劑高。自塔頂?shù)剿?使用后催化劑上S、Cl含量逐... 

【文章來源】：貴州大學(xué)貴州省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

催化活性評價工藝流程圖

企業(yè)采用托普索工藝[80],如圖3-1所示,裝置設(shè)計規(guī)模20萬噸/年,工藝流程簡述:新鮮氣(總硫≤0.1 ppm,CO2≈3.5%,模數(shù)(H2%-CO2%)/(CO%+CO2%)≈2,壓力2.9 MPa)經(jīng)低溫甲醇洗脫除酸性氣體(CO2、H2S、COS等)后送入聯(lián)合壓縮機(新鮮段)增壓至8~9 Mpa然后再送入甲醇合成回路,依次經(jīng)過換熱器和硫保護器,其目的是將新鮮氣加熱到換熱溫度和進一步脫除合成氣中微量硫雜質(zhì)。經(jīng)硫保護器進一步脫硫后的合成氣,在硫保護器出口與回路中未反應(yīng)的循環(huán)氣混合進入甲醇合成塔,發(fā)生甲醇合成催化反應(yīng)。生成的粗甲醇與未反應(yīng)的合成氣一同依次經(jīng)過換熱器、除鹽水預(yù)熱器和水冷器回收熱量及降溫冷凝后,進入甲醇分離器分離出粗甲醇產(chǎn)品。分離后未反應(yīng)的合成氣經(jīng)聯(lián)合壓縮機(循環(huán)段)增壓后作為循環(huán)氣再次返回甲醇合成回路與硫保護器出口新鮮氣混合。為控制合成回路中惰氣含量,從回路中釋放部分循環(huán)氣送入氫回收裝置,從氫回收裝置回收的富氫氣返回聯(lián)合壓縮機(新鮮段)入口與低溫甲醇洗裝置來的新鮮氣混合進入聯(lián)合壓縮機(新鮮段)增壓后返回合成回路,從而有效控制產(chǎn)品單耗。為了監(jiān)測進入合成塔的氣體雜質(zhì)種類及其含量,在變換氣出口(1)、未變換氣出口(2)、新鮮氣入口(3)、脫硫保護器出口(4)和甲醇合成塔入口(5)分別設(shè)置監(jiān)測點,如圖3-1所示,分別監(jiān)測各工段進出口硫化物(H2S+COS、甲硫醇、乙硫醇以及總硫)的含量。各監(jiān)測點數(shù)據(jù)分別列于圖3-2至3-5所示。圖中RK-3和RK-7催化劑中3和7分別表示企業(yè)催化劑使用壽命為3個月和7個月的兩爐催化劑。

圖3-2至3-5數(shù)據(jù)顯示,經(jīng)低溫甲醇洗和脫硫后,幾乎能將合成氣中硫化物脫除到檢測下線,但是催化劑上仍存在硫中毒,其主要原因可能是原料氣中存在極少量的硫化物而這些硫化物低于檢測下限,隨著硫化物在催化劑上的不斷累積最后造成催化劑中毒。此外,裝有RK-3催化劑的合成塔運行期間各監(jiān)測點硫化物含量均高于裝有RK-7催化劑的合成塔運行期間各監(jiān)測點硫化物含量,這也可能是RK-3催化劑運行壽命較RK-7低的主要原因。圖3-3未變換氣取樣點(2)中H2S+COS(b1)、甲硫醇(b2)、乙硫醇(b3)和總硫(b4)含量隨時間變化曲線

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3467713