Производство метанола

активніші, ніж цинк-хромові, причому максимальна активність їх спостерігається при 220-260 °С. Через цю особливість каталізатори на основі міді зазвичай називають низькотемпературними. Висока активність їх при низьких температурах дозволяє проводити процес при тиску нижче 200 кгс/см2, що значно спрощує апаратурне оформлення. Розроблений і освоєний в промисловому масштабі каталізатор СНМ- 1 (Північнодонецький низькотемпературний метанольний). Хімічний склад невідновленого зразка наступний: 52-54% CuO, 26-28% ZnO, 5-6% AlaOs, насипна маса* 1,3-1,5 кг/м3, питома поверхня 80-90 м^г, пористість ~50%.

Необхідно відмітити, що мідьвмісні каталізатори в порівнянні з цинк-хромовими мають малу термостійкість і чутливіші до каталітичних отрут. Медьсодержащий каталізатор швидко знижує активність при перегріваннях, а у присутності сірчистих з'єднань утворюється неактивний сульфід міді.

Сировина, використовувана для виробництва низькотемпературних каталізаторів, повинна містити мінімальну кількість домішок, оскільки наявність останніх знижує селективність контакту і погіршує якість метанолу-сирцю (особливо жорсткі вимоги пред'являють до змісту миш'яку, сірки і заліза). Тому при використанні сировини, забрудненої різними домішками, у тому числі і сірчистими з'єднаннями, мідьвмісні каталізатори практично не можуть бути застосовані.

Виробництво каталізаторів складається з двох основних стадій:

приготування каталізатора і відновлення його до активного стану. У промисловості цинк-хромові каталізатори можуть бути приготовані "сухим" і "мокрим" методами.

При "сухому" методі приготування заздалегідь подрібнені окисел цинку і хромовий ангідрид, узяті в певному співвідношенні, ретельно перемішують на бігунах спочатку в сухому виді, потім із зволоженням дистильованою водою. У отриману суміш вводять до 1% мілкодисперсного графіту і формують пігулки розміром 5х5 або 9Х9 мм. За так званим "мокрим" способом до суспензії окислу цинку додають розчин хромового ангідриду

Процес проводять в спеціальних апаратах-змішувачах з наступним відділенням води. Отриману пасту послідовно сушать, змішують з графітом і таблетують. Приготований "мокрим" способом каталізатор однорідніший по хімічному складу, пористіший, а також має високу механічну міцність. Активність каталізатора, приготованого за "мокрим" способом, на 10-15% вище отриманого "сухим" способом.

Цинк-хромовий каталізатор отримують також соосаждением з азотнокислих солей цинку і хрому. У розчині при взаємодії цих солей з карбонатом амонія в осад випадають основні вуглекислі солі. При прожаренні осаду в атмосфері водню оксиди цинку і хрому, що виходять, взаємодіють з утворенням хроміта цинку. Отриману контактну масу після подрібнення змішують з графітом і таблетують. Приготовані каталізатори мають високорозвинену внутрішню поверхню (більше 100 м2), меншу на 30-36% насипну масу і вищу активність, ніж каталізатори, отримані за "сухим" способом.

Каталізатор марки СМС- 4 отримують по так званому "напівмокрому" методу. Причому його можна приготувати на устаткуванні, призначеному для виробництва за "сухим" способом, без істотного ускладнення технології процесу приготування.

Приготування каталізаторної маси у будь-якому випадку супроводжується взаємодією хромового ангідриду з окислом цинку:

2ZnO + СгОд + Н^О •;—>• 2п2(ОН)аСг04

За технічними умовами невідновлені зразки каталізаторів повинні містити 55±1,5% ZnO, 34±1,0% СгОз, не більше 1,3% графіту, не більше 2,0% води гігроскопічної (решта - вода кристалізаційна). Невідновлений каталізатор є малопористою речовиною з невеликою питомою поверхнею 10-15 м^р.

Активна форма цинк-хромового каталізатора утворюється в процесі його відновлення різними газами-відновниками, наприклад воднем. Питома поверхня відновленого каталізатора 100-120 м^г (по "сухому" методу)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Похожие работы