王祥祥 路雷雷
南京诚志清洁能源有限公司 江苏南京 210047
摘要：在化工生产中，对甲醇的需求量非常高，甲醇对化工业的进步发展起着重要的推动作用。随着社会的深入发展，科技变化日新月异，甲醇的使用率也在不断提升，由于生产厂家资质参差不齐，导致产品质量也存在着差异。随着技术的不断进步，对化工业的精度要求也越来越高，提升甲醇合成工艺及优化分析上的要求也越来越迫切。相关操作人员要针对目前工艺中存在的问题，不断创新工艺，提升合成工艺产量及质量。
关键词：甲醇合成过程；催化剂；研究
1甲醇合成过程中的催化剂
1.1甲醇合成过程中催化剂的发展
一直以来，国外很多公司致力于研究并生产甲醇合成中用到的催化剂，比较有名的有德国的BASF公司、英国的ICI公司、德国的SudChemie公司等等。1923年，德国BASF公司首次实现了甲醇工业化生产，用于催化甲醇合成的催化剂也得到了很大关注。其中锌铬催化剂也是由德国BASF公司在同一年首先研制成功的，该催化剂可以作为甲醇合成过程所需催化剂发展第一阶段的代表产品，在高温高压条件下制得；第二阶段是在低温低压条件下制备，备受关注的铜基催化剂即为该阶段的代表产品。
1.2甲醇合成过程中催化剂的种类及其特点
1.2.1锌铬催化剂
锌铬催化剂是甲醇合成工业化最初的催化剂种类，其代表产品为ZnO/Cr2O3。在催化合成过程中操作压力为25～35MPa；温度为300～400℃。这种催化剂的特点为：耐热性能比较好，机械强度比较高、使用寿命也较长；但是这种催化剂的活性较低、选择性不好、产品中存在较多杂质；而这种高压法对于原材料的损耗较多、投资也较大。
1.2.2铜基催化剂
铜基催化剂是由英国ICI公司最先研制的，德国的Lurgi公司也随后研制了同类催化剂，其代表产品为CuO/ZnO/Al2O3。在催化合成过程中操作压力为5～10MPa；温度为200～300℃。比最初甲醇合成工艺所需的压力和温度要低很多，属于低温低压操作条件的范畴。这类催化剂的特点是：耐热性能较差、活性较高、选择性也高；但对杂质较为敏感；而这种低压法生产设备的体积大，从而占地面积大、投资也较大。
1.2.3贵金属负载类催化剂
贵金属负载类催化剂是由MgO、SiO2、ZrO2等氧化物作为载体，将某些贵金属负载，通常贵金属选择Pd、Pt、Au等。其代表产品为PtCr/SiSiO2、PtW/SiO2等，这类催化剂的优点主要在于对甲醇的选择性很高，有的催化剂即使在合成过程中其他杂质较多情况下仍然可以保持高选择性以及高转化率。
2影响甲醇合成催化剂失活的主要因素
2.1毒害物对甲醇合成催化剂失活造成的影响
2.1.1毒害物的种类及可能来源
通常无论是原材料，设备中存在的杂质以及催化剂制作的过程中都可能产生一定的毒害物，而这些毒害物极有可能对催化剂的生产效率和应用效果造成严重的影响，常见的毒害物可以分为硫与氨等多种物质。
2.1.2硫对甲醇合成催化剂失活的影响
现阶段，我们所使用的甲醇合成催化剂其主要是铜基催化剂，硫与其化合物是造成甲醇合成催化剂失活的主要因素之一，通常硫与硫化合物会对甲醇合成催化剂的使用期限与活性的关系极为紧密。
原料气中的硫多会以COS与H2S的形式出现，而COS与H2S和活性组分铜会产生一定的反应，最后会产生硫化亚铜，由此便会对甲醇合成催化剂表面以及堵塞孔道造成部分影响，不仅导致了催化剂失活的问题出现，还会造成永久性的中毒现象。
2.2氨对甲醇合成催化剂失活的影响
当原料中氨的含量达到（50～100）×10-6的时候，甲醇合成催化剂中的活性与零氨含量的时候来讲会减少10%～20%左右，因此甲醇合成催化剂中氨含量会对催化剂中的甲胺类的产物造成一定的影响，而这也关系到甲醇的生产量。对于联醇技术来讲，原料气中含有的氨物质通常产于碳化流程的过程中，因此应该不断强化生产管理力度，严格规范技术流程。通常部分联醇厂在展开升温还原作业过程中，会使用高氢还原的方式展开作业，而最后的还原气通常会直接精炼N2-H2气的合成过程中，尤其是在采取铜洗技术的部分企业，其所配入的精炼N2-H2气中经常会混在少许的氨成分，而这将会与还原铜产生一定的化学反应，进而形成Cu-NH3络合物，由此便成为了甲醇合成催化剂失活的直接原因。
3催化剂的活性再生过程
需要极高的技术标准和严苛的环境条件，因此，在操作过程中不管是对技术人员的专业水准还是环境的适宜程度、所需设备的正常运行和材料质量的控制都必须重视，对实际反应过程中的每一个环节及时监测随机应变，争取达到最佳的反应效果。首先必须根据催化剂的实际特点制定操作方案，技术人员对整个操作流程的每个环节都要充分熟悉和了解，做到烂熟于心，才能在反应的过程中对每个实验环节牢牢把控，保证再生过程正常开展。
3.1对当前环境的温度控制
对操作环境的温度必须控制在适宜的范围内，不可过高也不可太低，通常来讲需要维持在一个相对较高的温度上，通过一定程度上身高催化剂再生过程中的温度不仅可以缩短反应所需时间，同时也能够保证激发各材料足够的活跃度。但是过高的温度会导致催化剂结构的变化，影响再生之后催化剂的稳定程度，同时高温之下也会引发不必要的化学反应，产生杂质，造成催化剂的材料比例有失标准，因此需要时刻注意。此外，各环节间需要的温度略有差异，应当根据实际情况灵活变动，才能保证再生过程的顺利进行。
3.2及时调整反应物的数量
随着操作过程的推进，各物质的数量都会随着反应的进行而增加，除了催化剂再生所需要的物质以外，还会产生许多杂质和影响反应进行的化学物质，阻碍再生过程的顺利开展，这种现象可以通过调整的手段来解决，但过度降低反应的压力又会影响催化剂的反应效率从而降低它的活跃度。因此，面对这样的情况，需要随时对再生过程中的比例和环节进行调整，清除不必要的障碍物，力求通过合理的操作技巧在不影响再生效果的情况下，最大限度提高材料的利用率和实验的速度，提高反应的水平。
4应用前景展望
我国上世纪60年代已经开发出中低压的合成甲醇技术，目前仍广泛应用，采用的是铜锌基催化剂，该种催化剂具有活性高、杂质少等优点。但这种催化剂耐热性很差，会受到原料中杂质，比如硫的影响，需要进行分离净化处理，这样反而增加了合成甲醇的成本。因此我国要加大研究催化剂的制备方法以及活性中心等，以求得突破。我国甲醇合成催化剂的发展方向将朝着低温节能、高热稳定、高机械强度等。液相合成由于优势明显，也要引起重视。还要开展利用CO2合成甲醇，配套的催化剂体系也要尽快开发，以降低温室效应，提高能源利用的高效化。
5结语
总而言之，在甲醇合成催化剂的使用过程中，影响其寿命的因素较多，在实际的生产中，把控好各个环节，采取合理有效的工艺措施来延长甲醇合成催化剂的使用寿命，对工厂的节能降耗，增产增效具有深远的意义。
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