MGC甲醇合成催化剂简介
1、简介
MGC甲醇合成催化剂是新开发的低压型合成催化剂，以铜为主要的活性组分。它的高活性和稳定性使其十分长寿，且无还原选择性。
MGC开展了细致的工作以改善催化剂性能，使得铜具有更好的分散性，单位重量的铜具有更大的表面积；达到更小的铜微晶尺寸，比一般催化剂更高的铜含量。
高的活性使MGC催化剂能在低温低压下反应，从而延长催化剂寿命，降低还原的费用以及减少产生的副产物。而且，实验证明，在富含CO2的气体反应时，新的催化剂比一般催化剂具有更低的失活速率。它转化富CO2的合成气时，可以保持稳定的性能。
这种高活性催化剂的参数如下:
主要组分: Cu、Zn、Al
尺寸
高*直径): 5mm*6nu(圆柱体)
堆密度: 1.3士0.01Kg/L
操作温度: 210-290℃(410-551K)
操作压力: 50-150Kg/cm2(712-2134psig)
2、MGC合成催化剂性能介绍
催化剂的性能
C(吨甲醇/1m3催化剂)=STY(吨甲醇/1m3催化剂/h) ×T(hrs)
C:Capability催化剂效率(单位体积催化剂产生的累积甲醇吨数)(吨甲醇/立万米催化剂)
SYY: Space Time yield空时产率(ton-MeOH/m3-cata/hr)
T: Operation Time运行时间(催化剂寿命)(hrs)
催化剂性能主要由效率C(Capability)来衡量，效率为单位体积的催化剂产生的累计甲醇吨数。
催化剂效率C符合以下的规律:
当效率C为常数时，空时产率(STY)越高，运行时间T越短;STY越低，运行时间T越长。
因此，催化剂的性能应该由催化剂的效率C来衡量。MGC正是通过提高STY和加长运行时间T两方面来提高催化剂的性能的。
MGC甲醇合成催化剂的优点
很高的甲醇产率和单位体积产量
使用之初，产率≥98%
使用末期，产率≥95%
性能纪录:使用6年以上，甲醇产率在96%，每立万米催化剂产生甲醇量>40，000吨。
很少的副产物
非常少的乙醇和石蜡
在还原和开车中的优势
催化剂还原用RG或者驰放气，不用考虑CO2含量和催化剂失活。
还原时间很短
系统的加压加热使用RG，不会产生石蜡
加载到100%负荷的时间很短
MGC催化剂具有以下优势:
首先，MGC催化剂具有很高的产率和单位体积产量。对于产率，在使用之初，大于98%;使用末期也大于95%。在己经付诸使用的甲醇厂中，MGC甲醇催化剂以96%的产率达到了40，000吨/立万米催化剂，而且，这个工厂仍保持此记录稳定运行。因此，1M3甲醇催化剂的甲醇产量大于45，000吨，产率为95%以上。
其次，副产物乙醇和石蜡的含量非常低。对于石蜡，MGC工艺有一个特别优越之处在于，甲醇水冷器置于循环圈内，绝大多数的石蜡在水冷器中被除去。因此合成圈稳定运行了3年，没有经过任何维护和检修，仍然显示出良好性能。这种设计节约了催化剂使用寿命内的维护费用。
下面简述MGC催化剂在操作中的独特优势:
第一。
MGC催化剂可以使用转化炉出来的转化气或者其他甲醇厂出来的驰放气作为还原气。当然，纯氢气更没有问题了。而且，如果使用转化气或驰放气对MGC催化剂进行还原，MGC催化剂允许系统中CO2含量很高，而且绝对不用担心影响催化剂的活性和强度。
第二。
当合成部分开车时，MGC催化剂允许合成塔用转化气加压加热而不会产生石蜡和其他麻烦。
因此，合成部分开车时没有必要用高压氮气来进行，也不用花很长时间来清除塔内的惰性气体。这个特点使得设备达到满负荷的时间极大缩短。
第三。
催化剂装卸万便。由于管径大，SPC上端与底部均设人孔，催化剂装填方便。卸载时只要将套管的下封头拔掉，催化剂自动落下，更加方便。一般装填需5天，即载时只需2天。
我们相信由于这三个特性，我们的催化剂会节约很多天的时间以生产更多甲醇。
3、MGC合成催化剂对富碳合成气的高活性
甲醇合成的化学计量比如下表:
甲醇合成的化学计量比
合成方程式
CO+2H2→CH3OH △H=-21.6kal/g-mol
CO2+3H2→CH3OH+H2O △H=11.8kal/g-mol
摩尔比=[H2]/2[CO]+3[CO2]
(1)从天然气得到转化气 摩尔比=1.5
(2)按化学计量合成反应 摩尔比=1.0
众所周知，甲醇合成反应的计量可以用摩尔比来表示，它是H2
和C氧化物的化学计量比。理想的甲醇合成的摩尔比当然如上表中(2)式所示为 1.0，但是一般由转化装置出来的转化气的摩尔比为1.5。
由天然气或焦炉气产生的合成气中H2含量过量，富余的H2不仅在合成圈中与惰性气体(CH4和N2等)一起放空，而且需要更大尺寸的设备和管道，增加循环机和透平的能耗。
现在很多的甲醇工艺提供者都采用补碳工艺或先进的转化工艺以生成富碳的合成气，使摩尔比接近1.0。
然而，富碳的合成气会使一般的催化剂在高转化率的条件下中毒，降低催化剂寿命。国内外的大多催化剂均有此缺点。
富碳台成气对过去催化剂活性的损害试验
试验条件：均在相同的STY和SV条件下
MGC实验室研究了几种富碳的合成气样品对原来的催化剂活性和寿命的影响。上图为试验结果，三条曲线表示了在相同的STY和SV条件下，富碳合成气对MGC旧催化剂活性的影响。水平轴3000个小时的试验时间与实际甲醇设备3年的操作时间对应。把催化剂活性0.9看作是甲醇厂经济运行的下限。
我们把G-1看作是一般含碳量的合成气对催化剂的活性影响标准曲线，以与更高含碳量的合成气相比较。"CO:CO2=5%:5%"是指合成气中CO和CO2的含量均为5%。
G-2线与使用补碳工艺的情况相对应，合成气中CO含量为8%，CO2含量为6.4%。催化剂活性的衰减大约为G-l线的2倍。
G-3线为假设的含碳量很高的情况，含有5%的CO和 15%的CO2。催化剂活性的衰减为G-l线的6倍。从这个试验可以看出，合成气中高的含碳量在高转化率条件下会使一般的催化剂活性下降。
富碳台成气对新的催化剂活性的影响
试验条件:均在相同的STY和sv条件下
为了打破这种规律，满足甲醇工艺中高含碳量合成气的合成催化剂需求，MGC成功的开发出了新型的催化剂，可以适应合成气中高的含碳量，如上图所示。
这种催化剂作用于高的含碳量的合成气时，其活性和效率与作用于一般合成气时相同。显然，新的催化剂在富碳条件下其效率会远远大于40，000ton-MeOH/m3-cata。
