甲醇合成催化劑的研發(fā)人員正在做實驗受訪者供圖

1月30日，走進西南化工研究設(shè)計院有限公司(以下簡稱西南院)展廳，只見黑色、灰色、褐色等不同顏色的催化劑整整齊齊地擺放在展示柜內(nèi)，工作人員正在向來訪人員介紹著各類催化劑的作用：“這是烴類蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑，這是甲烷化催化劑……這個黑色的圓柱體就是XNC-98-5型甲醇合成催化劑。”

近日，國家能源集團180萬噸/年煤制甲醇裝置采用了西南院自主研發(fā)的XNC-98-5型甲醇合成催化劑，在將裝置負荷提升到額定負荷的108%情況下，MTO級甲醇(指符合進甲醇制烯烴裝置的原料甲醇)產(chǎn)量達到259噸/時，且各項工藝指標(biāo)全部滿足工藝要求。相同負荷下，XNC-98-5型甲醇合成催化劑單程轉(zhuǎn)化率優(yōu)于國外催化劑，標(biāo)志著我國大型煤制甲醇裝置合成催化劑國產(chǎn)化取得重大突破。

國產(chǎn)甲醇合成催化劑“擠”進市場

甲醇作為重要的基礎(chǔ)化工原料，在傳統(tǒng)化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是甲醛、二甲醚、醋酸等一系列化工產(chǎn)品的原料。同時，也在塑料、合成纖維、合成橡膠、膠粘劑、染料、涂料、香料、醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域具有重要作用。

甲醇裝置的大型化可大幅降低單位投資、能耗和生產(chǎn)成本，因此百萬噸規(guī)模以上的大型甲醇裝置產(chǎn)能在全國總產(chǎn)能中的占比已達50%。

西南院相關(guān)負責(zé)人表示，近年來，國內(nèi)建設(shè)了大量煤制烯烴裝置，其配套的百萬噸以上規(guī)模的大型甲醇裝置多由國外公司提供甲醇合成工藝包。

“甲醇合成催化劑使用性能的好壞，對大型煤制烯烴裝置的經(jīng)濟運行效益影響顯著。此前，國外公司對大型煤制甲醇裝置甲醇合成催化劑形成市場壟斷，國產(chǎn)甲醇合成催化劑進入該市場困難巨大。”該負責(zé)人說。

面對上述情況，西南院多年來一直致力于研發(fā)新型甲醇合成工藝和催化劑，早在20世紀(jì)70年代已立項相關(guān)研究，這讓西南院成為較早開展低壓合成甲醇工藝及催化劑研究的科研院所。截至目前，西南院已成功制備C302、CNJ206、XNC-98等系列中低壓合成甲醇催化劑，并成功應(yīng)用于國內(nèi)大中小型甲醇合成裝置130多套。

多項創(chuàng)新助力國產(chǎn)催化劑自主可控

“相較于國內(nèi)外其他款型的甲醇合成催化劑，我們最新研發(fā)的催化劑轉(zhuǎn)化率更高、熱穩(wěn)定性更好、選擇性更高、使用壽命更長，使用時溫度、壓力、空速范圍也更寬。”西南院催化劑研發(fā)團隊技術(shù)人員表示，該團隊采用先進的催化劑制備技術(shù)，確保了活性組分的高度分散和協(xié)同，極大提升了催化劑的綜合性能。

該院相關(guān)負責(zé)人說，其研發(fā)團隊嚴(yán)格控制催化劑中鐵、鎳及鈉等雜質(zhì)含量，實現(xiàn)了更低的乙醇等雜醇含量以及石蠟等副產(chǎn)物的生成，降低了甲醇能耗及生產(chǎn)成本，且催化劑還具有較好的物化性能和催化性能，進一步提升了催化劑的使用壽命，確保催化劑可以在更高的反應(yīng)溫度、壓力以及反應(yīng)空速下長周期高效運行。

“此次西南院XNC-98-5型甲醇合成催化劑在國家能源集團180萬噸/年規(guī)模大型甲醇合成裝置成功投用，邁出了大型煤制甲醇裝置甲醇合成催化劑國產(chǎn)化征程的關(guān)鍵一步。”西南院相關(guān)負責(zé)人說，下一步該院將繼續(xù)錨定國家“雙碳”目標(biāo)，攻關(guān)甲醇合成工藝和催化劑制備等技術(shù)，有序推動現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，爭取為保障國家能源安全作出更多貢獻。