催化剂能降低反应温度吗

（一）甲醇合成催化剂

不同条件下，合成气制甲醇选择的催化剂不同，见表3－3。

表3-3　合成气制甲醇选择的催化剂

常见的XCN－98型催化剂，用于低温低压下由一氧化碳与氢合成甲醇，可适用于各种类型的甲醇合成反应器，具有低温反应活性高、热稳定性好的特点。

表3-4　XCN-98型催化剂的化学组成

表3-5　XCN-98型催化剂的特性

（二）催化剂的使用

1．催化剂的活化。

（1）催化剂活化原理。

低压合成甲醇的催化剂，其化学组成是CuO－ZnO－Al2O3，只有还原成金属铜才有活性。过程中应严格控制铜基催化剂还原反应的速率。

还原过程可分为活化、氮气流升温、还原等。

CuO－ZnO－Al2O3Cu－ZnO－Al2O3

（2）活化操作。

在催化剂还原前应对系统试漏，用氮气净化这个循环回路使得氧气含量小于0．1%，然后把压力提高到适当值。

注意事项：

①必须严密监视床层温度（或出口温度）的变化。

②控制还原反应速率（严格控制氢浓度在允许范围内，并要求升温平稳、出水均匀）。

③活化过程中应遵守“提氢不提温、提温不提氢”的原则。

④计量排出的水，是鉴别还原是否完全的一个手段。

⑤活化终点判断：温度不再增加而且氢气的进出口浓度相同时。

2．催化剂的使用。

（1）应避免空气进入反应器，以防被氧化。

（2）净化原料气，防止催化剂中毒。

（3）控制温度在催化剂所允许的范围内。

（4）逐渐提压至能维持轻负荷生产的压力。

（5）正常生产时，要保持操作条件稳定。

（6）开车时，要缓慢地升温和升压。

（7）严格控制催化剂中毒物质含量。

3．停车时催化剂的操作。

（1）紧急停车。

如下的过程是用于催化剂的紧急停用，停用时间不超过24小时。它不会影响合成回路（比如，合成器的损失或压缩机的跳车）。

①停加合成气。

②循环段继续运行，以使循环中所有的一氧化碳和二氧化碳都反应完全以至循环回路中只含有氢气和惰性气体。

③一旦温度开始下降，投用开工加热器并降低气体的循环比直至使催化剂的温度维持在200℃以上。可能还需要采用降低反应的压力的方式来降低循环比，甚至可能在第一、第二步后停止循环，把压力减到开工时所需的压力水平。

④维持这种状况直到压缩机再次输出合成气时。

（2）正常停车。

下面的步骤是用于催化剂的正常停用，比如按照计划对装置进行维修。

①同紧急停用程序的第一、第二步一样。

②主控把压缩机转速降到最小值并降低回路的压力，以冷却合成塔。

③当压缩机仍转动，用氮气置换回路并使氢气的浓度小于1%。

用惰性气体冲压保护催化剂，防止它在环境温度下与氧气反应。如果管道有裂缝，那么一定要防止空气进入催化剂设备中。

（3）意外停车。

上面所有步骤都不能使用。

如果压缩机故障，合成气将会留在回路中，循环回路中的压力下降得很慢。这个过程将持续约24个小时。不过，通常是在恢复循环以前降低回路的压力，以便可以通过开工加热器来维持一个最小温度200℃，这时循环已经启动，并以最小速度运行。

如果是管式冷却合成塔，在停车后应该投用降压连锁程序。然后进入合成塔的气体逐渐会冷却催化剂床层。