醇类催化剂

做工业用的醇类催化剂——甲醇合成催化剂，分为Cu系和Cr系。Cu系的甲醇选择性很高，几乎为1**%；Cr系的甲醇选择性相对没有那么高。

至于原因，一般认为Cu系的加氢活性高，CO在Cu系催化剂上吸附后加氢形成过渡基团，然后迅速加氢形成甲醇。

其他催化剂有部分过渡基团发生碳链增长反应，形成高级醇；不过Cr系情况要更复杂一点，因为Cr系除了醇类化合物，还有烃类。

由于情况太复杂了，现有催化反应机理都是根据实验现象进行反应机理模型推导，因此这里我只能提供我个人的观点。建议看一下甲醇及高级醇的催化剂相关文献，别人已经做了很多了，

甲醇催化剂的使用技术如下

1、转化器的清洗和准备

（1）将转化器上下封头拆下，检查其质量是否符合、要求，再将转化器上下封头、列管内、管板上的铁锈杂质全部清除干净，必要时可以进行酸洗、水洗、再擦净、吹干备用，要求无铁锈，无杂质。

（2）下封头花板上放2层20目不锈钢丝网。往花板上堆满已经吹洗干的制氢为直径10mm～20mm的氧化铝瓷球，将瓷球上表面推平，要求瓷球上表面与下板面保持有10mm～20mm的空间。

（3）仔细装好下封头，要求垫片必须用新的，保证一次安装成功，下封头后的管线暂不装。

2、催化剂装填

2.1准备

（1）装填前应筛去细粉及碎片。

（2）检查检修工具及防护用品是否齐全完好。

（3）准备好装催化剂的量杯、漏斗、标尺等工具。

（4）对催化剂开桶进行质量检查，用6目～10目的钢网筛将催化剂中的碎粉筛除备用。

因运输、搬运或库存不当受到污染或被水浸泡变质的催化剂一般不能使用。只有确认催化剂质量符合要求后，才能装入转化器。

2.2装催化剂

（1）用量杯、漏斗逐跟往反应管内装催化剂，每装200ml催化剂应以标尺量一次高度，保证每根反应管内催化剂数量、高度相等。

（2）装填时一定要慢并逐根加入，不能急于求成，以防止出现架桥现象，当万一出现架桥现象时应做好标记，用吸附器将催化剂吸出再重新装。

（3）逐根装完后，再检查一遍有无漏装，当确认无漏装并已处理好架桥现象，再补充装一遍，使每根管内的催化剂至上管板平面。

（4）对转化器每根转化管进行吹扫，以除去装填过程中产生的粉尘，装好转化器上盖及管线，再仔细对转化器进行吹扫后装好下封头的管线。

（5）装好封头后应对系统进行试严、试漏。

3、装填注意事项

催化剂装填至关重要，关系能否正常使用，因而要严格按以上要求进行装填，同时要注意：

（1）不要在阴雨天装填，以免雨水浸泡或催化剂吸潮而降低活性、强度。

（2）催化剂装填好后即进行升温还原。

（3）装填结束后，应记录装填情况，包括催化剂装填，装填高度等。

（4）吹扫催化剂床层，以除去装填过程中产生的粉尘。

4、催化剂升温还原

KF104醇类催化剂是以氧化态供给的，投入运行前要进行还原，把氧化铜还原成晶粒细小的铜微晶。金属铜微晶是反应的活性组分，还原后催化剂中铜微晶越小，比表面积就越大，活性就越好，所以还原要小心，防止超温，以免损坏催化剂。催化剂还原为强放热反应，还原反应如下：

CuO+H2=Cu+H2O（g），△H0298=-86.6KJ/mol

还原后的微晶铜遇氧气会迅速氧化，产生高热，烧毁催化剂。因此，在停车、检修设备过程中。要小心保护好催化剂，防止与氧接触。

4.1 催化剂升温

4.1.1升温介质

氮气可作为催化剂的升温介质和还原载气。

4.1.2升温空速

常用空速一般为200h-1~~400h-1。较高的空速，有利于床层温度分布均匀，也有利于带走还原水气。

4.1.3升温中注意事项

KF104型催化剂在升温中，于50℃~~130℃之间温度可能会发生停滞现象，这是因为催化剂在脱除物理水。

4.2 催化剂还原

KF104型催化剂的还原特点是速度快，还愿实践证明，进口温度为160℃，进塔氢浓度为1.0%~~1.2%时，耗氢量可达到1%以上，因此，催化剂可在较低氢浓度下完成还原反应。

4.2.1氢源

KF104型催化剂还原的氢源可以用钢瓶高纯氮，O2<0.1%，不含氯、硫和油。

4.2.2配氢试验

分析载气中O2<0.2%后，可进行配氢试验，配氢试验可在110℃进行，在此温度下，耗氢反映不明显，故在此阶段试验配氢阀门开启度和浓度的关系，还可检查整个配氢系统、分析系统是否准确无误。

4.2.3还原温度

还原速度随温度升高而加快。高温度效应和高浓度效应叠加会使催化剂床层温升难以控制。催化剂CuO的还原反映在110℃比较明显，稳定此温度逐渐增加氢浓度。

4.2.4还原压力

加压下氢分压高，反映速度快，温度难以控制。因此还原压力通常控制在0.3Mpa以下。

4.2.5配氢浓度

催化剂的还原反应是一个强烈的放热反应，故还原反应必须在低氢浓度下进行，根据温升情况将进口温度稳定在能较好进行还原的温度，逐步使氢浓度由0.2%、0.4%、0.6%逐渐增加到2%左右稳定下来，尽量不超过3%。

4.2.6空速（载气量）

空速大小直接影响还原的速度。配氢浓度一定的情况下，加大空速，加氢量增多，还原就快，放出的热量也容易带出，条件许可时应尽量采用较大的空速。用户可根据实际情况选择适当的空速，但要求气流的空炉线速度>0.5m/s，因为过低的线速度容易产生偏流。

4.2.7还原初期（诱导期）

Z初配氢可间断进行，如配氢后氢消耗，可在该温度、浓度下连续配氢。还原初期采用低浓度和较低温度还原时，还原可能有较长的诱导期。

本阶段注意要点：配氢在160℃（导热油进口装置温度）进行。

4.2.8还原主期

当还原进入主期时，进装置温度为200℃。视温升情况，可逐渐递增清气浓度至1.0%~~2.0%。

本阶段注意要点：以提温不提氢，提氢不提温的原则，控制耗氢量不大于2%，少加氢、勤分析；防止氢累计引起超温；一旦温度有飙升迹象，应及时降低进口氢浓度。

4.2.9还原末期

当床层各点的温度逐渐趋于一致，仅尾部温度居高不下，进口温度逐渐增加，理论耗氢量与实际耗氢量相差不大于5%，可认为还原基本结束，系统进入Z后考察期。

本阶段注意要点：该期还有一定的氢耗，应根据各种数据、现象，掌握还原进程，做到心中有数，不要操之过急，引起错误判断而超温。

理论耗氢量（M3）=实际装填量（吨）×1000×22.4×CuO含量/79.5

4.2.10还原考察期

在氢耗逐渐降低至0.2%左右时，可先将油温度提高至230℃，此时氢耗又可能增加，温度不大时，则可将氢浓度从2%逐渐提至15%~~20%，若此时催化剂床层温度不见升高，视为催化剂已还原好，准备投入生产。