|
硫化物引起的中毒
硫对铜基甲醇合成催化剂的毒害作用,普遍认为是发生了以下反应。
Cu
+ H2S →
Cu S +
H2
2
Cu + H2S
→
Cu 2S + H2
有机硫(如CS2)则在铜基甲醇合成催化剂作用下先转化为H2S,再与催化剂活性组份反应:
CS2
+ H2
→
CH4 + H2S
COS被氢解生成CH3SH,吸附于催化剂的活性位上,造成催化剂活性迅速下降。
硫对铜基甲醇合成催化剂的中毒是累积的、永久的。实验表明:硫的存在将迅速降低铜基甲醇合成催化剂的活性,当催化剂吸
硫量达2.4~2.5%时,其活性将下降75%。研究指出:铜基催化剂被H2S中毒的速率方程为一级失活方程:
COR=ln(a0/a)=Kd..YH2S..t
式中
a0 ----催化剂初始活性;
a
-----催化剂使用时间为t天的活性;
Kd
-----失活速率常数;
YH2S-----气体混合物中H2S含量,ppm;
在工业生产中,当原料气中仅存在痕量的硫化物时,催化剂的活性在短时间内将大大降低。
氯化物引起的中毒
氯化物对铜基甲醇合成催化剂的中毒与硫化物一样也是永久的,累积的。
氯化物引起的甲醇合成催化剂中毒有两种观点:其一认为:氯化物与催化剂中的锌结合,生成了具有低熔点的ZnCl2,
从而加剧了催化
剂的烧结,减少活性铜的表面积,使活性下降;其二认为:氯化物与活性组份中Cu+1/ZnO结合,生成易挥发的CuCl2,减少了催化剂
的活性部位,导致催化剂活性丧失。所以,虽然氯化物不象硫化物那样广泛存在于甲醇合成原料中,但即使少量的氯化物也会导致铜
基甲醇合成催化剂的活性急剧下降。 |