甲醇：甲醇合成催化剂简介

合成甲醇工业的进展很大程度上取决于催化剂的研制成功以及质量的改进。在生产中，很多工艺指标和操作条件都由所用催化剂的性质决定。所以催化剂对甲醇合成而言是至关重要的。   甲醇合成催化剂目前分为两大类：Zn-Cr催化剂和Cu基催化剂。在1966年以前国外的甲醇合成工厂几乎都使用Zn-Cr催化剂，30MPa高压工艺流程。1966年以后以英国ICI公司和德国鲁奇（lurgi）公司先后提出使用铜基催化剂，操作压力为5MPa。目前由于甲醇合成流程的总趋势是由高压向低压、中压发展，而中低压流程所用的催化剂都是铜基催化剂。铜基催化剂的主要特点是活性温度低，对生产甲醇的平衡有利，选择性好，允许在较低的压力下操作。目前铜基催化剂有两大类：Cu-Zn-Al系，Cu-Zn-Cr系，由于Cr对人体有害，故工业上采用Cu-Zn-Al系比Cu-Zn-Cr系更多。不同型号的Cu-Zn-Al系催化剂中，CuO、ZnO、Al₂O₃的含量不尽相同，但三种氧化物的作用是一致的，纯的氧化铜只具有非常低的活性，而且氧化铜本身会很快地被还原为单质铜，并迅速地结晶出来。氧化锌对甲醇合成的选择性非常好，而且它的催化活性与晶体的大小成反比，晶体较小的氧化锌活性较高。氧化铝对氧化铜有非常好的助催化作用。由于CuO-ZnO二元催化剂虽然有很高的活性，但还原后催化剂强度差、易粉化，且对毒物十分敏感，而Al₂O₃或Cr₂O₃可以形成催化剂骨架，维持催化剂还原后的强度，所以它们是催化剂中必不可少的部分。