合成甲醇或低碳醇催化剂.ppt

合成气CO和H2在没有催化剂情况下是不会生成甲醇的。 合成甲醇或低碳醇催化剂 ——报告综述 『演讲人』邱 伟 『时 间』2014.11.14 ID:ashui87 目 录『contents』 1 甲醇简要介绍 3 2 CO甲醇合成催化剂 6 3 CO2甲醇合成催化剂 10 4 结论 15 1 2 3 4 “ 甲醇是什么？ 有毒，误饮5～10毫升能双目失明，大量饮用会导致死亡。 分子式：CH3OH 英文名：methanol/wood alcohol 是最简单的饱和一元醇 是除合成氨之外，唯一由煤经汽化和天然气经重整大规模合成的化学品 用途：合成甲醛、醋酸、二甲醚、甲烷氯化物、聚乙烯醇、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、甲醇燃料等 1 2 3 4 “ 甲醇制备工艺 3、木材或木质素干馏法制甲醇的方法（已淘汰） 1、CO+H2===CH3OH（主要） 催化剂 2、CO2+3H2===CH3OH+H2O（不成熟） 催化剂 空气 天然气 煤 石油 生物质 生物质：CHxOy+ O2+ H2O==CH4+ CO + CO2+ H2+ H2O + C 天然气：CH4+H2O==CO+3H2 CO+H2O==CO2+H2（甲烷水蒸气重整） 煤: C+H2O==CO+H2 C+1/2O2==CO CO+H2O==CO2+H2 CO2+C==2CO 4、氯甲烷水解法、甲烷部分氧化法等 1 2 3 4 “ 甲醇合成催化剂 不同催化剂，在不同操作条件下，合成气合成的产物不同。 CO+H2 乙醇 甲醇 乙二醇 二甲醚 甲烷 汽油，柴油 1 2 3 4 “ 甲醇合成催化剂 反应物 催化剂及反应条件 产物 Rh/Pt/SiO2,573K,70bar 乙醇 CO+H2 Cu-Zn-Al,Zn-Cr-O,573K,100bar~200bar 甲醇 Rh络合物,473K~563K,500bar~3000bar 乙二醇 Cu-Zn及分子筛,493K,30bar 二甲醚 Ni,473K~573K,1bar~20bar 甲烷 Co,Fe,473,1bar~30bar 合成汽油，柴油 见课本第4页 CO制甲醇工艺 1 2 3 4 “ 甲醇合成催化剂 1、早期工业合成甲醇采用的催化剂主要为锌铬（ZnO/Cr2O3）催化剂，它是德国BASF公司于1923年首先开发成功的。 缺点：高压高温——因为锌铬催化剂的活性较低，为获得较高的催化活性，操作温度在590~670K之间；为获得较高的转化率，需在高压下操作，操作压力为25~35MPa。 CO+2H2==CH3OH △H0 2、20世纪60年代英国ICI公司和德国Lurgi公司先后研制成功铜基催化剂。 优点：在低温下表现较高的活性，大大降低了反应温度和压力，操作温度为500~530K，压力5~10MPa，成为当前合成甲醇工业主导催化剂。1966年后世界上几乎所有甲醇合成厂家都用铜基催化剂，锌铬催化剂逐渐被淘汰。 1 2 3 4 “ 铜基催化剂 2/根据铜锌催化剂加入的不同助剂可分为三个系列： 1/ 纯铜没有合成甲醇的催化活性 ①CuO/ZnO/Cr2O3铜锌铬系 ②CuO/ZnO/Al2O3铜锌铝系 ③其他铜锌系列催化剂，如CuO/ZnO/Si2O3、CuO/ZnO/ZrO等。 基于其他助剂，如B、Mg、Ce、Cr、V等的铜锌催化剂的活性、选择性等不如铜锌铝系、铜锌铬系，见下表： CO制甲醇工艺 1 2 3 4 “ 基于其他助剂的铜锌催化剂 助剂 温度/℃ 压力/MPa 空速/h-1 活性/mol·L-1·h-1 Al2O3 260 6.78 29000 108~119 Ag 275 5.27 9600 13.4 Mg 180 5.07 20000 23.4 Mg 200 7.10 20000 29.3 Ce 250 7.58 5000 4.9 Ce 260 5.07 10000 55.5 V 230 2.87 3500 31.2 V 270 — 10000 23.7 Mg 270 — 10000 25.4 CO制甲醇工艺 1 2 3 4 “ 铜基催化剂的组分性质 铜基催化剂的主要组分为：CuO、ZnO、Al2O3: 1、CuO：经过还原以后成为催化剂的活性中心，存在于CuO-Cu的活性界面上。 2、ZnO：是CuO催化剂最好的助催化剂，很少量的ZnO就能使CuO催化剂的活性提的很高。 （1）稳定活性中心Cu+（亚铜）； （2）保持Cu（铜微晶）的高度分散； （3）活化H2(增加催化剂吸附氢气的速率）； （4）吸收合成气中的毒物（吸收后以ZnX存在）； （