C307催化剂介绍2014.10.27(1)

307催化剂介绍

（一）C307型中低压甲醇催化剂简介

C307型中低压合成甲醇催化剂是南化集团研究院在C306型中低压合成甲醇催化剂基础上研制开发的产品，该催化剂具有比C306型催化剂性能更优越的特点，可广泛应用于以煤、油、焦炉气、天然气及油田气等为原料的中低压合成甲醇装置。

2004年3月20日该产品通过了中国石化集团公司组织的专家鉴定，鉴定专家一致认为该产品“活性组份分布更加均匀，更好地发挥各组份的协同作用，进一步提高了催化剂的时空产率、选择性和热稳定性，其综合性能优于国内外同类型催化剂，达到国际先进水平”。

先后获江苏省科技进步二等奖，南京市科技进步一等奖，中国石化科技进步三等奖；2004年获中国国际发明展览会金奖，2005年获江苏省优秀专利金奖，2006年获江苏省高新技术产品认定证书，2007年获国家重点新产品证书。

1、化学组成

催化剂主要由铜、锌、铝的氧化物所组成。

CuO≥54% ZnO≥17% Al2O3≥9%

2、物理性能

外观：具有金属光泽的黑色圆柱体（两端为球面）

外形尺寸：Ф5mm×（4～6）mm

堆密度：1.25±0.05Kg/L

比表面积：90m2/g～110 m2/g

径向抗压碎力：≥205N/cm

还原收缩率：≤3%

3、质量指标

产品符合中华人民共和国行业标准HG/T 4107-2009 甲醇催化剂。

在标准规定的检测条件下：初活性（甲醇时空产率）：≥1.3g/mL·h

耐热后活性（甲醇时空产率）：≥1.0g/mL·h

4、工业使用条件

使用温度：190℃～300℃

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最佳温度：205℃～265℃

使用压力：3.0MPa～15.0MPa

使用空速：4000h-1～20000h-1

（二）C307型甲醇催化剂制备方法

C307型中低压合成甲醇催化剂采用了新的工艺路线，在高活性母体及载体的制备方面进一步改进，从而大大提高了催化剂的活性和热稳定性。

南化集团研究院对两种新的制备方法都申请了制备专利。

高活性母体的制备

催化剂中的铜-氧化锌固溶体是合成甲醇最好的活性部位，它有利于吸附在Cu上的CO和被ZnO离解吸附的H进行反应，生成CH3OH。我们制备出一种有利于形成铜-氧化锌固溶体的铜、锌异质同晶结构的母体，达到提高样品低温活性的目的。

载体的制备

氧化铝是一种多孔性、高分散度的物料，有大的比表面积。但它的形态变化复杂，同一形态，它的宏观结构、物理性质也可因制法不同而大不相同。我们采用载体组分金属溶液与无机盐溶液制备氧化铝沉淀，通过对沉淀方式、溶液浓度、温度和PH值等进行调控，制备出纳米级的氧化铝载体。从十万倍的扫描电镜可观察出，载体颗粒呈球形，粒度分布均匀，颗粒尺寸大致为10nm。让铜锌母液负载在上面，达到充分的分散，Cu晶粒度更小,从而保证高活性母体的热稳定。

（三）C307型催化剂工业应用特点

C307型催化剂于2002年6月首次工业应用并取得了很好的效果，随后又在陕西榆林天然气化工有限公司6万吨/年、山东鲁南化肥厂10万吨/年、内蒙博源联化100万吨/年、内蒙久泰100万吨/年、内蒙新能能源60万吨/年、安徽华谊60万吨/年、河南龙宇化工50万吨/年、陕西渭化40万吨/年等全国近百套大、中、小型低压甲醇装置上投入使用，增产节能显著，工业运行表明该催化剂具有以下特点：

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（1）合适的外形，机械强度好

该催化剂外观好，两端呈球面,可减少颗粒的碰撞磨损,床层阻力降小，且较稳定。

（2）选择性好，副反应少

C307催化剂自使用以来，从各厂的实际运行结果表明：该催化剂具有较好的选择性，副反应少，粗甲醇中的乙醇含量、总杂质含量均明显低于国内其它同类型品种的催化剂。

山东鲁南化肥厂12万吨/年甲醇装置现使用我院C307型甲醇催化剂，其粗甲醇中乙醇含量一般在100ppm左右，总杂质含量在1200ppm左右，完全能满足醋酸用甲醇标准的需要。2003年 9月25日该厂将生产的粗醇及精醇产品送国内一家大型醋酸厂家进行分析，结果为：

粗甲醇：乙醇含量：21.27PPm

精甲醇：乙醇含量：～0 PPm

粗醇中的杂质含量的高低，将对后系统加工过程中的蒸汽消耗及电耗有很大影响。鲁南化肥厂在保证精甲醇质量的前提下，三塔精馏中的加压塔回流比降至2.0左右，比设计值的

3.8降低了1.8，常压塔回流比达到1.0左右，比设计值的1.6降低了0.6。目前该厂甲醇精馏系统的蒸汽单耗仅为0.8～0.85t/t精甲醇，与同等规模的其他用户相比，吨甲醇精馏蒸汽消耗节约0.3～0.4吨，不包括泵的电耗费用，以20万吨/年规模计算，一年蒸汽消耗节约费用大约300多万元人民币。

陕西渭化40万吨/年甲醇装置（Casale卡萨利板式塔）于2011年3月使用C307型催化剂，现在负荷已接近100%，该厂检测粗醇中的乙醇含量均在300ppm左右，达得了非常令人满意的使用效果。

（3）生产强度大，产醇量高

C307型催化剂生产强度大，最高时空产率达到0.82t/m3·h。

山东鲁南化肥厂10万吨/年甲醇装置合成压力为5.0MPa低压合成工艺，双塔(A、B塔)为并联设置，单系统年产甲醇15万吨，使用国内华东理工大学“绝热－管壳复合” 型甲醇合成塔技术。双塔共装填C307型中低压合成甲醇催化剂29.5m，在进口温度195℃，出口温度228℃情况下，最高日产达到419.87吨，时空产率达到0.82t/m3·h，创国内最高纪录。2005年1月7日催化剂升温还原结束后投入使用，催化剂连续生产57个月，共产精甲醇749298吨，平均生产强度为24977t精醇/mcat，其中甲醇合成塔B催化剂生产强度达到3.18万吨精醇/mcat。刷新了国内又一使用记录，已接近国际上天然气系统生产甲醇的最好水平。 333

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（4）还原收缩率低，能够充分发挥装置生产能力

C307型中低压合成甲醇催化剂还原实测收缩率一般在3%左右，而国内其它同类型品种催化剂收缩率一般在8～15%左右。

Casale公司对C307和国内知名甲醇合成催化剂X型进了检验,在本标书的“ Casale公司对投标产品的认证”中可以看到，C307的还原收缩率为3%,而国内某厂X型催化剂达到了12%。在鲁南化肥厂历次使用中也测出C307催化剂的还原后收缩率都在3%以下,陕西神木化工有限责任公司在2008年自测C307型催化剂的还原收缩率在1.14%。