甲醇合成催化剂反应机理及应用1
甲醇重整反应
甲醇重整反应甲醇重整反应概述甲醇重整反应是一种将甲醇转化为氢气和二氧化碳的化学反应。
该反应可用于生产氢气和合成气等工业用途。
甲醇重整反应是一种高温高压的催化剂反应，需要使用催化剂来促进反应速率。
本文将介绍甲醇重整反应的机理、催化剂、影响因素以及工业应用。
机理甲醇重整反应的机理可以分为三步：1. 甲醇脱氢：甲醇在高温高压下脱去一个氢原子，形成甲醛和一个氢离子。
CH3OH → CH2O + H+2. 甲醛脱羰：甲醛在催化剂作用下脱去一个羰基，形成CO和一个H 离子。
CH2O → CO + H+3. 水-气变换：H离子与水分子结合，生成H2和OH离子。
H+ + H2O → H2 + OH-综合上述三步，可以得到以下方程式：CH3OH → CO + 2H2影响因素1. 温度：温度是影响甲醇重整反应速率的重要因素，通常在高温下反应速率较快。
但过高的温度会导致催化剂失活。
2. 压力：压力越高，甲醇重整反应速率越快。
但过高的压力会导致设备成本增加。
3. 催化剂：催化剂是促进甲醇重整反应的关键因素。
目前常用的催化剂包括铜、镍、钴和铁等金属。
4. 气体流量：气体流量对反应速率有一定影响，但其影响不如温度和压力大。
5. 甲醇纯度：甲醇纯度越高，反应速率越快。
但过高的纯度会导致成本增加。
催化剂1. 铜基催化剂：铜基催化剂具有较好的稳定性和耐腐蚀性能，适用于低温下的甲醇重整反应。
2. 镍基催化剂：镍基催化剂具有较好的活性和选择性，在中温下具有较好的效果。
3. 钴基催化剂：钴基催化剂具有较高的活性和选择性，在高温下具有较好的效果。
4. 铁基催化剂：铁基催化剂具有较好的稳定性和耐腐蚀性能，在高温下具有较好的效果。
工业应用甲醇重整反应可用于生产氢气和合成气等工业用途。
其中，合成气是一种由CO和H2组成的气体，可用于生产合成燃料、润滑油和化学品等。
甲醇重整反应还可用于生产纯度高达99.999%的氢气，以满足半导体、光电子等领域对高纯度氢气的需求。
甲醇合成技术的研究进展
甲醇合成技术的研究进展摘要：本文首先介绍了甲醇合成反应作用机理，重点研究了甲醇合成技术，以期能够对甲醇合成技术的应用起到一定的借鉴意义。
关键词：甲醇；合成技术；研究进展引言：甲醇是一种比较主要的碳产品，众多不同种类化工产品的生产中，都可以使用甲醇作为原料，同时甲醇亦是一种比较主要的清洁燃料。
作为汽油这一燃料的替代品，近些年来，甲醇的实际需求量正在逐渐加大，推动了甲醇合成工业的良好发展。
一、甲醇合成反应作用机理甲醇合成中需要应用碳源，在大型甲醇合成中我国主要使用CO与CO2作为其中的碳源，在相关催化剂的作用下，CO与CO2会同H2发生反应生成甲醇，通常状况下，反应中应用的催化剂是氧化锌、氧化铝。
相应的反应式如下：CO+2H2CH3OH+Q，CO2+3H2CH3OH+H2O+Q。
通过上述反应方程式能够得知，甲醇的合成过程属于放热反应[1]。
反应起始阶段催化剂会在高温的作用下得以活化，在床层温度超过200度的情况下，便可将反引入其中，并利用合成反应时所释放的热能使床层温度能够维持，这时即可按照床层相应的工作温度逐步退出中压或者高压蒸汽。
相应的合成反应机理如下图一所示。
图一：甲醇合成反应机理二、甲醇合成技术研究（一）固定床合成技术自从大型甲醇这一概念被提出，大型甲醇技术就逐步地朝着化的方向发展，许多公司也都相继开展了大型甲醇生产关键技术的研发。
在甲醇规模正逐步向着规模化发展的今日，又因为其相对较小的运行压力，促使装置的体积比较庞大，在此种情况下，大规模甲醇项目大多选择低压法。
从全球范围来看，中低压固定床法制备甲醇的工艺技术目前主要存在Lurgi 中低温法和ICI中低温法，而利用以上两种工艺技术所合成的甲醇产品在全世界的生产量中，占有比重超过了80%。
而我国于上个世纪七十年代建立的生产甲醇装置，便以上述两种工艺技术为主。
相应的固定床工艺技术中包括三菱工艺技术、Linde工艺等，上述工艺技术都是由过往所采用的Lurgi工艺技术或是ICI工艺技术所演变发展而来，从技术上来看，并不具有特别大的先进性差距。
甲醇合成工艺过程及优化分析
甲醇合成工艺过程及优化分析甲醇在化工产业中运用领域较广泛，其重要性可想而知。
要使甲醇的合成品质以及其最终的合成产量满足当代化工产业的要求，优化甲醛合成相关工艺流程操作控制已经成为一种必要性任务。
在具体的优化过程中，做到全面考虑，才能真正做到提高甲醇合成的生产效率，降低生产成本，进而促进我国在化工产业的发展。
标签：甲醇合成;工艺过程;优化分析1甲醇合成工艺过程分析要做到整体上提升化工产业中甲醇合成的效率，仅仅提高技术上的水平还是不够的，还需要整体分析甲醇合成流程并对其进行操作控制进行优化。
1.1 甲醇合成的反应机理甲醇合成反应是在催化剂作用下进行的复杂的可逆反应，由一氧化碳加氢合成甲醇CO+2H2=CH3OH（气），该反应为放热反应，从化学平衡原理分析在同一温度下，压力越大KN值越大，即甲醇平衡产率越高。
在同一压力下，温度越高KN值越小。
所以，低温高压对甲醇合成有利。
参与的催化剂一般是锌铬催化剂或者铜基催化剂，但无论是哪一个催化剂，其多相催化过程的机理都是包括扩散、吸附、表面反应、解析、扩散五个过程，即气体自气相扩散到催化剂的界面，各种气体在催化剂的活性表面进行化学吸附，吸附的反应物在活性表面上进行反应，反应产物脱附，反应产物气体自催化剂界面扩散到气相中去。
1.2 甲醇合成的流程合成气制备甲醇是我国比较常见的一种制备方式，但是合成气制备甲醇的整套工艺是非常复杂的，一整套流程下来耗时较长，实际生产过程中，选用的净化方式、以及原料的不同，相应的甲醇合成的流程也是不一样的，主要包括合成原料气、净化处理、压缩处理、合成处理、精馏粗甲醇等几个部分。
（1）合成原料气。
合成甲醇，首先是制备原料氢和碳的氧化物。
其主要由石油、煤炭、天然气等，用蒸汽转化或部分氧化加以转化，使其生成主要含氢、一氧化碳、二氧化碳的混合气体。
甲醇合成气要求（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.1左右。
（2）甲醇的合成。
根据不同的催化剂，在不同的压力下，温度为240～270℃或360～400℃，通过催化剂进行合成反应，生成甲醇。
mcr工艺流程
mcr工艺流程MCR工艺流程是一种新型的化学反应工艺，它是由三个反应组成的，分别是M（Methanol）、C（Carbon monoxide）和R （Reformate）。
这种工艺流程可以将天然气、煤炭等化石燃料转化为高附加值的化学品，如甲醇、二甲醚、乙二醇等。
本文将详细介绍MCR工艺流程的原理、反应机理、应用以及未来发展方向。
一、MCR工艺流程的原理MCR工艺流程是一种通过催化剂将天然气、煤炭等化石燃料转化为高附加值的化学品的工艺流程。
该工艺流程主要由三个反应组成，分别是：1. 甲醇合成反应（Methanol synthesis reaction）：CO + 2H2 → CH3OH2. 甲醇重整反应（Methanol reforming reaction）：CH3OH + H2O → CO + 3H23. 甲醇转化反应（Methanol conversion reaction）：2CH3OH → CH3OCH3 + H2O这三个反应的催化剂分别是Cu/ZnO/Al2O3、Cu/ZnO/Al2O3和ZSM-5分子筛。
其中，Cu/ZnO/Al2O3催化剂用于甲醇合成反应和甲醇重整反应，而ZSM-5分子筛催化剂用于甲醇转化反应。
二、MCR工艺流程的反应机理1. 甲醇合成反应甲醇合成反应是将CO和H2转化为甲醇的反应。
该反应的催化剂是Cu/ZnO/Al2O3。
反应机理如下：CO + H2 → CH3O*（吸附态甲醇）CH3O* + H2 → CH3OH + **表示表面活性位点2. 甲醇重整反应甲醇重整反应是将甲醇和水转化为CO和H2的反应。
该反应的催化剂也是Cu/ZnO/Al2O3。
反应机理如下：CH3OH + H2O → CO + 3H2 + **表示表面活性位点3. 甲醇转化反应甲醇转化反应是将甲醇转化为二甲醚和水的反应。
该反应的催化剂是ZSM-5分子筛。
反应机理如下：2CH3OH → CH3OCH3 + H2O三、MCR工艺流程的应用MCR工艺流程可以将天然气、煤炭等化石燃料转化为高附加值的化学品，如甲醇、二甲醚、乙二醇等。
甲醇合成工艺流程及其控制要点
现阶段，甲醇在化工领域越来越普及，已发展成化工生产过程中常用的一种原料，发挥着非常重要的作用。
纵观国外，已经形成了相对完善的工艺，多数是通过天然气为原料来制备这种物质，具体工艺包括：Ｕｈｄｅ、ＤＡＶＹ等。
不同生产工艺具有一定的区别，它们的能耗有所区别，所以，为改善生产质量和效率，今后还应当更加系统地对其生产工艺进行探讨，不断对其操作控制流程进行改进，从而能够更好地处理生产过程中面临的难题。
一、甲醇合成工艺过程分析１．甲醇合成的反应机理甲醇合成反应是在催化剂作用下进行的复杂的可逆反应，由一氧化碳加氢合成甲醇ＣＯ＋２Ｈ２＝ＣＨ３ＯＨ（气），该反应为放热反应，从化学平衡原理分析在同一温度下，压力越大ＫＮ值越大，即甲醇平衡产率越高。
在同一压力下，温度越高ＫＮ值越小。
所以，低温高压对甲醇合成有利。
参与的催化剂一般是锌铬催化剂或者铜基催化剂，但无论是哪一个催化剂，其多相催化过程的机理都是包括扩散、吸附、表面反应、解析、扩散五个过程，即气体自气相扩散到催化剂的界面，各种气体在催化剂的活性表面进行化学吸附，吸附的反应物在活性表面上进行反应，反应产物脱附，反应产物气体自催化剂界面扩散到气相中去。
２．甲醇合成的工艺流程我国在实际生产甲醇的过程中采用天然气和煤作为主要的生产原料，工业上生产甲醇大致分为５个步骤：生成甲醇原料气、净化处理、压缩处理、合成粗甲醇、精馏粗甲醇。
（１）生成原料气。
甲醇的合成气成分主要是ＣＯ，ＣＯ２，Ｈ２。
采用的原料主要有石油、煤炭和天然气，这些原料通过蒸汽转化或者部分催化氧化反应生成ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２的混合气。
（２）合成甲醇。
在特定的压力、温度条件下，选择特定的催化剂，发生合成甲醇反应。
反应后的产品中有甲醇、水、多种有机杂质的混合物，即得到的是粗甲醇产品。
（３）净化处理。
此工序的目的是对粗甲醇产品进行净化处理，采用物理净化以及化学净化。
物理净化就是通过简单的过滤除去粗甲醇中的杂质；化学净化主要是采用碱与难分离的杂质发生反应，去除杂质。
MK-121型甲醇合成催化剂应用总结
ｓ ｏ ｓ ａ ｈ ｇ ｏ ｖ ｒｉｎ ｒ ｔ ，ａ ｔ ｉ ｎ ｔｂ ｌ ｙ，ｗ ｔ ｏ ｄ ｓａ ｉ ｔ ｎ ｏ ｅ ａｉｎ，ａ ｌ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ｈ ｗ ｉｈ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ａｅ ｃｉ ｔ ａ ｄ ｓａ ｉ ｔ ｖｙ ｉ ｉ ｇ ｏ ｔｂ ｌ ｙ ｉ ｐ ｒ ｔ ｈ ｉ ｏ ｂ ｅ ｔ ｅ ｅ ｔ
ｒ ｑｕｒ ｍｅ ｔ ｒｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｉｉｎ ｆｕ ｓａ ｌ ｒ ｄ ｃｉ ｎ ｌ ａ ｎ ａ ｏ ｏ ｉ ｏ ． ｅ ｉｅ ｎ ｓ ｆ ｒ ｃ ｓ ｏ ｄ ｔｏ ｓ ｏ ｎ ｔｂ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｏ ｄ ａ ｄ ｇ ｓ ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｏ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ＭＫ一 ２１ ｃ ｔ ｌｓ ｍｅｈ ｎ ｌ ｕ ｅ ｙ ｒｓ １ ａａｙ ｔ ｔ ａ ｏ ｓ
反应生成 的甲醇蒸气 经冷却 、 冷凝后分离 出粗 甲 醇产品并送往 甲醇精馏工段 ， 未反应的气体经合 成气压缩机升压后重新进入合成 回路循环利用。 甲醇合 成 采 用 ＭＫ１ １型 甲醇 合成 催 化 剂 ， 装 一２ 其
填、 升温 还原 及应用 情况 总结 如下 。
体 的铜 锌 铝 系催 化 剂 ， 化 铜 必 须 用 Ｈ 氧 还 原 为 金 属单 质铜 才具 有活性 。
第３ ７卷
第 ３期
化 肥工业
２１ ００年 ６月
ＭＫ １ 型 甲醇 合成 催化 剂应 用 总 结 ．２ １
钱 海林 ， 樊 飞
（ 河南龙 宇煤化 工有 限公 司 永城
摘要
４６０ ） ７６ ０
介 绍 了 Ｍ 一２ Ｋ １１型低压 甲醇合成铜基 催化 荆的装填 、 升温还原及 １ 来的运行 情况。实践证 明， 年 该催
Ｑａ ａ ｉ ， ａ ｅ ｉｎＨ ｉｎ Ｆ ｎＦ ｉ ｌ
合成气制甲醇催化剂
合成气制甲醇催化剂合成气制甲醇是一种重要的化工过程，在工业生产和能源转化中有着广泛的应用。
催化剂是合成气制甲醇过程中的关键因素，催化剂的性能直接影响到反应的效率和产物的质量。
本文将介绍合成气制甲醇催化剂的种类、性质、制备方法及应用。
1. 催化剂的种类合成气制甲醇催化剂主要分为三类：Cu/ZnO/Al2O3催化剂、ZnO 催化剂和其他催化剂。
1.1 Cu/ZnO/Al2O3催化剂Cu/ZnO/Al2O3催化剂是目前应用最广泛的合成气制甲醇催化剂。
该催化剂由Cu、ZnO和Al2O3三种组分组成，其中Cu是活性组分，ZnO和Al2O3是助剂。
Cu/ZnO/Al2O3催化剂具有高的甲醇选择性和高的反应活性，同时也具有良好的热稳定性和机械强度。
该催化剂的制备方法主要包括共沉淀法、沉淀法、浸渍法等。
1.2 ZnO催化剂ZnO催化剂是一种比较新型的催化剂，其主要由ZnO组成。
与Cu/ZnO/Al2O3催化剂相比，ZnO催化剂具有更高的CO2选择性和更高的反应速率。
同时，ZnO催化剂也具有良好的热稳定性和机械强度。
该催化剂的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、水热合成-煅烧法等。
1.3 其他催化剂除了Cu/ZnO/Al2O3催化剂和ZnO催化剂外，还有一些其他的催化剂，如Fe催化剂、Co催化剂、Ni催化剂等。
这些催化剂具有不同的催化性能和应用范围，但相对于Cu/ZnO/Al2O3催化剂和ZnO催化剂来说，其应用较为有限。
2. 催化剂的性质合成气制甲醇催化剂的性质主要包括催化剂的化学成分、晶体结构、表面性质、孔结构和热稳定性等。
2.1 化学成分合成气制甲醇催化剂的化学成分是影响其催化性能的重要因素。
Cu/ZnO/Al2O3催化剂的化学成分主要包括Cu、ZnO和Al2O3三种组分，其中Cu是活性组分，ZnO和Al2O3是助剂。
ZnO催化剂的化学成分主要是ZnO。
不同的催化剂化学成分差异较大，其催化性能也存在差异。
催化剂甲醇合成
催化剂甲醇合成甲醇（Methanol）是一种重要的有机化学原料，它可以用于制备甲醛，乙醇，乙醚，甲酸，乙酸等气体及其衍生物，也可以作为合成汽油的催化剂。
甲醇合成是通过一系列化学反应来实现的，一般有氧化合成，碳氢化合成以及脱氢反应来实现甲醇合成。
其中，氧化合成甲醇是把二氧化碳（CO2）和水（H2O）在高温和催化剂的作用下，合成出甲醇和水的反应，它是现代工业上最常用的甲醇合成方法，但是也是投入成本最高的。
碳氢化合成甲醇是把甲烷（CH4）和氢气（H2）在高温和催化剂的作用下，直接合成出甲醇的反应。
这种反应利用了甲烷中的氢原子，在有限的温度条件下可以实现大量的甲醇合成，因此又被称为氢化反应，但是由于甲烷中的碳原子无法形成甲醇，所以也可以说是碳氢化合成的反应。
脱氢反应是把烷基化合物经过脱氢反应而生成甲醇的反应。
由于这种反应可以把烷基化合物中的氢原子转化为甲醇，它的应用也相当广泛，近年来也在用于生产甲醇。
催化剂是甲醇合成的必备条件，目前有几种不同类型的催化剂被广泛应用于甲醇合成。
这些催化剂可分为钨/铝氧化物催化剂，金属氢化物催化剂，结合催化剂等几类。
钨/铝氧化物催化剂是把钨和铝这两种金属元素通过氧化反应合成出钨/铝氧化物催化剂，这种催化剂能够在较低的温度和压力条件下实现甲醇的空气氧化合成。
它具有选择性高，温和的反应条件和可逆的反应特性，因而在技术和经济上都具有较高的优势。
金属氢化物催化剂则是把金属元素（如铁，钴，铋等）通过氢化反应与水分子结合而成的催化剂，它在较低的温度和压力条件下，能够有效地实现甲烷到甲醇的转化反应。
相比钨/铝氧化物催化剂，金属氢化物催化剂具有更高的选择性，反应温和性也更好。
结合催化剂是把钨/铝氧化物催化剂和金属氢化物催化剂结合起来，同时兼具它们的优点，从而实现甲醇合成的反应。
它的优点是反应速率快，抗抑制性好，反应条件可以适当调节，所以目前它也是甲醇合成领域最受欢迎的催化剂之一。
总而言之，催化剂在甲醇合成中起到了至关重要的作用。
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甲醇合成催化剂的反应机理及应用
新疆广汇新能源有限公司新疆哈密839000 杨林君
摘要：本文介绍了甲醇合成反应的机理，合成催化剂的制备；对XNC-98催化剂的使用情况做了介绍。
关键词：甲醇合成催化剂
甲醇是重要的有机化工原料，碳一化学的母体，广泛用于生产塑料、纤维、橡胶、染料、香料、医药和农药等，还是重要的有机溶剂。
甲醇在发达国家其产量仅次于乙烯、丙烯和苯，居第四位。
甲醇用作汽车发动机燃料，所谓甲醇汽油，今后随着石油不断开采资源日渐减少，直至枯竭，特别在我国少油多煤的资源下，甲醇用作汽车燃料将达亿吨/年以上，跃升化工产品的首位。
研究开发应用推广近代甲醇合成工艺与合成塔技术和建设大型化生产装置，成为我国甲醇工业大发展的必由之路[1]。
随着甲醇工业的发展，以低压法铜基催化剂为代表的甲醇合成技术得到了很大的发展。
国内近年来在合成催化剂的反应机理、性能及应用等方面研究不断深入，开发出具有世界先进水平的合成催化剂。
一甲醇合成反应的机理
甲醇合成反应机理与活性中心的研究一直是甲醇合成反应过程的研究重点，其对高效催化剂的开发、实验现象本质特征的解释和反应结果的预测都具有重要意义。
一个合理的甲醇合成反应历程能够为反应条件的优化以及催化剂制备过程等催化体系的改进提供理论依据，为工业化生产提供理论支撑。
按合成甲醇直接碳源的不同，将机理划分为以下3种：CO与CO2共同作为直接碳源机理、CO作为直接碳源机理以及CO2作为直接碳源机理[2]。
1.1 CO直接作为碳源机理
长期已来，在铜基催化剂上加氢合成甲醇的碳源问题都是研究者争论的焦点问题。
Herman 等研究了CO/H2体系在Cu/ZnO/Al2O3催化剂上的反应，认为反应的活性中心是Cu+，H2的解离吸附发生在ZnO上，并提出以下反应机理：
CO+*(Cu2O)→CO*(Cu2O)
H2+2*(ZnO)→2H*(ZnO)
CO*(Cu2O)+H*(ZnO)→HCO*(Cu2O)+*(ZnO)
H*(ZnO)+HCO*(Cu2O)→CH2O*(Cu2O)+*(ZnO)
2H*(ZnO)+CH2O*(Cu2O)→CH3OH*(Cu2O)+2*(ZnO)
CH3OH*(Cu2O)→CH3OH+*(Cu2O)
式中：*指催化剂的活性吸附位。
1.2 CO2直接作为碳源机理
Graeme等[3]研究了Cu/ZnO/SiO2催化剂上CO2加氢合成甲醇反应机理，认为CO2在反应中首先与吸附在Cu上的表面氧负离子反应生成碳酸根离子，碳酸根离子再通过加氢脱氧反应生成甲酸盐，其中甲酸盐加氢生成甲氧基的反应为反应的控速步骤。
反应机理见图1：
1.3 CO 和CO 2
作为碳源机理
殷永泉等[2]采用原位红外表征手段，考察了Cu/ZnO/Al2O3催化剂上的CO/CO2加氢反应，推断出如下反应机理，见图2。
CO/CO2的加氢反应可能从不同的物种开始。
CO 加氢时，CO 首先吸附在催化剂上，然后通过加氢依次生成甲酰基、甲酸基、甲氧基和甲醇；还有一部分CO 与表面氧结合生成CO2，或与表面羟基结合，直接生成甲酸盐。
而CO2加氢时，CO2首先吸附于催化剂表面，然后加氢，依次生成碳酸盐、甲酸盐、甲氧基和甲醇。
二 甲醇合成催化剂
2.1 合成催化剂的制备
合成催化剂的制备方法主要有：浸渍法、浸渍沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、共沉淀法和酸-碱交替法等，其中以共沉淀法、浸渍法和溶胶-凝胶法较为常用。
2.2 甲醇合成催化剂发展
图1 CO 2直接作为碳源反应机理
图2 CO 和CO 2作为碳源反应机理
国内近些年对甲醇催化剂的研究相当多。
如：南化院自主开发的NC307型甲醇合成催化剂具有机械强度好、还原温度低、反应活性和甲醇选择性高等特点；西南院开发的C302-2型和XNC-98型甲醇催化剂，稳定性非常好，同时CO2转化率也比较高；齐鲁石化研究院开发的QCM-01型甲醇催化剂，完成了1000h立升级侧流试验。
2.3 助剂的影响
目前，铜基催化剂是CO或CO2加氢合成甲醇的通用催化剂，其中CuO/ZnO2催化剂活性和选择性都比较好，但此催化剂寿命短，稳定性也不高。
在铜基催化剂中引入助剂可在很大程度上改善催化剂的反应性能，进而提高甲醇收率。
这是因为金属氧化物助剂的加入提高了催化剂比表面积，表面积增大了CuO分散的就更好，反应活性中心就多，从而提高了催化剂的反应性能。
虽然已有研究者对助剂引入甲醇催化剂做了很多研究，但系统完整的研究助剂作用仍是非常必需的，可为进一步优化甲醇催化剂提供更好的理论指导。
目前研究的助剂主要有Ce、Zr、Ti、Mn、La、B、Ga和Pd等。
三甲醇合成催化剂的应用
甲醇合成气（主要成分是H2、CO和CO2）在催化剂的作用下，反应生成甲醇，其反应式如下：
CO+2H2→ CH3OH+90.73kJ/mol
CO2+3H2→ CH3OH+H2O+48.02kJ/mol
反应是放热而且可逆的。
从动力学角度看，升高温度对反应速度有利；而从热力学角度看，则希望反应在较低温度下进行。
所以，甲醇合成一直致力于开发低温活性高的甲醇合成催化剂。
另一方面，甲醇合成反应是分子减少的反应，升高反应压力有利于反应向生成甲醇的方向进行，但随反应压力的升高，甲醇合成动力消耗随之增大，而且有机杂质生成量增加。
因此，甲醇合成催化剂的研究不仅要考虑怎样降低反应温度，而且要考虑怎样使其在较低压力下也有较高的活性。
在甲醇生产过程中新疆广汇新能源有限公司不断探索工程应用技术，积极采用新产品和新技术，取得了工业应用好成绩。
我公司使用的XNC-98合成催化剂甲醇合成催化剂在25000t/a甲醇系统中连续生产12个月，共产精甲醇234090.94t，目前甲醇产量和质量稳定，催化剂活性良好。
3.1 XNC-98的性能指标
表1 催化剂的性能指标
3.2 催化剂的特点
3.2.1 活性高
可在进口温度190℃左右的条件下，较长时期运行；在床层温度240～300℃条件下长期运行三年以上。
3.2.2 催化剂的选择性好
甲醇合成的生产过程中副产物的生成与反应温度、合成气组成有密切关系；而结蜡与操作条件以及催化剂本身有关，即：杂质生成量随着温度升高而增加。
杂质生成量随着CO 含量的升高而增加。
杂质生成量随着CO2含量的升高而降低。
杂质生成量随空速增加而降低。
石蜡的生成：较低的温度、较低的空速、设备管道带来的杂质、催化剂本身杂质较高。
在所有使用XNC-98的33套甲醇装置中除一套以外，均未发现明显结蜡现象，这点远远优于其他催化剂（这主要得益于Fe和S等杂质含量比使用其他催化剂低一倍以上）。
3.2.3 升温还原时间短
最快的40小时,一般要求约50小时，节约了开车时间。
3.2. 4 催化剂堆密度合理
国内外甲醇催化剂的外形大同小异，其外表面积差别不大，因此催化剂有效内表面积的大小是决定催化剂活性好坏的一个重要因素。
XNC-98的堆密度1.30kg/L，与目前世界最先进催化剂如：ICI51-8和MK-121相近。
3.3使用情况及评价
我公司使用XNC-98催化剂一年多，在年产25000T/a的装置中共生产了234090.94吨精甲醇，目前催化剂活性很好。
XNC-98催化剂还原结束后，低负荷生产时合成引气58000～60000Km3左右，合成塔压在4.8～5.0Mpa之间，合成塔温控制在225℃，合成汽包的压力在1.6Mpa左右，此时能生产粗甲醇20T左右，此时合成塔入口及出口气体组份如下表
从上表中可以看出入口CO与出口之差2.44，而CO2入口与出口之差0.23,H2入口与出口之差7.53，环路的醇净值是1.64
XNC-98催化剂用了一年多了，现在生产合成引气58000～60000Km3左右，合成塔压在6.5～7.0Mpa之间，合成塔温控制在238℃，合成汽包的压力在2.1Mpa左右，此时能生产粗甲醇29T左右，合万塔入口及出口气体组份如下表：
差3.99，环路的醇净值是3.27。
XNC-98催化剂运行一年多从分析数据及产量上看，催化剂活性仍处于活性中期，并没有明显的下降趋势。
四结论
1、随着国内对甲醇合成反应机理的研究不断深入，合成催化剂结构、制备方法的不断进
步，合成催化剂的性能以达到或超过世界先进水平。
2、XNC-98合成催化剂具有活性高，选择性好，可有效抑制副反应等特点。
参考文献：
[1] 2007-2008年中国甲醇行业分析及投资咨询报告(上下卷).中国投资咨询网,2007年7月.
[2] 殷永泉，肖天存，苏继新，等.CO和CO2在CuO/ZnO/Al2O3催化剂上加氢反应机理的原
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