新型催化劑:量產(chǎn)技術(shù)及穩(wěn)定性是研究重心規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)決定新型催化劑應用潛力。目前各類新型催化劑合成方法大類不低于15種,按合成條件分包括固、液、氣等多種方案,而且其中許多催化劑還需經(jīng)過多相態(tài)步驟的復雜處理工藝。然而目前實際上規(guī)?;瘧玫闹饕獮橐合噙€原方案,還需要反應條件溫和可控。穩(wěn)定性突破是新型催化劑推廣應用的基本條件。鉑碳催化劑已經(jīng)過了多年規(guī)模化生產(chǎn)及應用,性能及穩(wěn)定性得到了驗證;而其他采用了合金化、碳基底改性等方案的新型催化劑,雖然在降低過電位以及降低貴金屬含量等方面已經(jīng)超過了鉑碳,但同時面臨結(jié)構(gòu)失效、性能衰退等穩(wěn)定性差的困擾。如何解決高穩(wěn)定性與高性能之間的矛盾是目前新型催化劑研究的關鍵。低成本生產(chǎn)及合成方案是新型催化劑的研究重點。雖然部分新型催化劑可以同時做到高催化性能、較高穩(wěn)定性、低貴金屬含量同時具備,但其生產(chǎn)成本仍然阻礙其實際應用。甲醇制氫催化劑的穩(wěn)定性可以通過添加助劑等方法進行提高。山西自熱式甲醇制氫催化劑
催化劑的保護1、在任何情況下,催化劑層溫度禁止超過300℃。2、還原后的催化劑禁止與氧氣或空氣接觸。3、催化劑使用中應盡量避免中途停車。每停一次車,盡管采取了鈍化或氮氣保護操作,還是會影響催化劑使用壽命。4、催化劑的升溫和降溫都必須緩慢進行,禁止急速升溫和降溫。5、在滿足生產(chǎn)能力、產(chǎn)率的前提下,催化劑應在低溫下操作,有利于延長催化劑使用壽命。6、禁止含硫、磷、鹵素元素等有毒物質(zhì)混入系統(tǒng),以免造成催化劑中毒。7、對裝置使用的原料甲醇、脫鹽水、氮氣、氫氣等必須符合要求,嚴格規(guī)范檢測程序。8、如發(fā)現(xiàn)有異常特別是反應系統(tǒng)異常,應立即停車分析檢查,排除后再開車。江蘇耐高溫甲醇制氫催化劑甲醇制氫催化劑的應用范圍廣,包括能源、化工等領域。
甲醇在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑,在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應,這是一個氣固催化反應,(1)甲醇經(jīng)加壓、計量送入換熱器,再經(jīng)過過熱器達到反應所需溫度后送入裂解反應器。在固定床催化反應器內(nèi)進行甲醇裂解反應,生成H2和CO??筛鶕?jù)用戶需求,如需99.99%的純氫,則增加變壓吸附提氫即可。主要原料要求甲醇:符合GB338-2011,工業(yè)一級,純度≥99.5%,氯離子≤0.1mg/L甲醇裂解裝置操作溫度:250~300℃操作壓力:0.1~0.5MPa。
催化劑的還原和鈍化操作1、準備⑴檢查還原系統(tǒng)所有設備、閥門、儀表是否處正常狀態(tài),關閉所有閥門,開啟儀表,處待用狀態(tài)。⑵準備好還原用氮氣、氫氣,并經(jīng)質(zhì)檢符合要求。⑶通知導熱油裝置、分析室準備開車,通知送冷卻水。2、催化劑還原操作催化劑使用前須進行還原。由于本催化劑為主要組分為CuO-ZnO-Al2O3,而對轉(zhuǎn)化反應起主要作用的為活性單質(zhì)銅,還原過程用氫氣作還原氣,用氮氣作載氣。還原反應為強放熱反應,所以氫氮氣配比及還原氣空速必須符合要求。還原反應方程式為:CuO+H2—→Cu+H2O催化劑含約5%物理水,還原過程會生成少量水,須經(jīng)冷凝后排出。新型甲醇制氫催化劑的研發(fā)是實現(xiàn)綠色能源轉(zhuǎn)化的重要途徑。
工業(yè)制氫方案很多,主要有以下幾類:(1)煤制氫;(2)天然氣制氫;(3)甲醇制氫:包括甲醇水蒸汽重整制氫、甲醇直裂制氫、甲醇部分氧化制氫;(4)水解制氫(5)富氫氣體提純制氫:各種富氫尾氣(氯堿廠副產(chǎn)氫、煉油廠副產(chǎn)氫、合成氨廠副產(chǎn)氫、煤化工副產(chǎn)氫等)。甲醇制氫原理是甲醇和水反應生成氫氣和二氧化碳的合成氣,再經(jīng)過PSA提純,得到高純度的氫氣。該方法原料為甲醇和脫鹽水,原料來源方便,在220~280℃下,催化劑上催化轉(zhuǎn)化為組成為主要含氫和二氧化碳轉(zhuǎn)化氣;甲醇的單程轉(zhuǎn)化率可達95%以上,氫氣的選擇性高于99.5%,再利用變壓吸附技術(shù),可得到純度為99.999%的氫氣,一氧化碳的含量低于1ppm。甲醇制氫催化劑可以將甲醇轉(zhuǎn)化為氫氣。陜西節(jié)能甲醇制氫催化劑
甲醇制氫催化劑的研究需要跨學科合作,包括化學、物理、材料等領域。山西自熱式甲醇制氫催化劑
高分子原料領域,以甲醇(煤)制烯烴(CTO/MTO)為例,現(xiàn)階段綠氫需求以頭部企業(yè)的產(chǎn)能升級主要推動力。截至2022年底國內(nèi)已建成CTO/MTO產(chǎn)能1772萬噸/年,占烯烴總產(chǎn)能的20%左右。其中中石化、中煤等國企的CTO/MTO產(chǎn)能占比達到50%左右;民營企業(yè)中以寶豐集團規(guī)模,產(chǎn)能占比超過10%。2020年開始,寶豐、中石化、中煤等企業(yè)陸續(xù)開展藍醇(參考國際名稱,特指不完全零碳的甲醇,即綠氫耦合煤制甲醇)制烯烴的示范,合計涉及烯烴產(chǎn)能超50萬噸/年,預計2025年左右可全部投運。山西自熱式甲醇制氫催化劑