南化研究院研發(fā)的“甲醇合成催化劑”產(chǎn)品
國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布《2023年度專利密集型產(chǎn)品名單》，南化研究院研發(fā)的“甲醇合成催化劑”產(chǎn)品被認(rèn)定為國(guó)家專利密集型產(chǎn)品。這是國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局首批認(rèn)定的專利密集型產(chǎn)品。
甲醇是重要的能源載體和化工原料。近年來(lái)，隨著現(xiàn)代煤化工迅速發(fā)展，甲醇制烯烴、芳烴等技術(shù)不斷成熟和應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓展，甲醇的需求也隨之大幅增加。德國(guó)魯奇公司首先提出了“大甲醇”概念，從而引發(fā)國(guó)際上新一輪甲醇技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，而作為甲醇生產(chǎn)核心要素的甲醇合成催化劑技術(shù)是競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。在C307-M型大甲醇合成催化劑開發(fā)成功以前，國(guó)內(nèi)在大甲醇催化劑技術(shù)方面一直處于引進(jìn)和模仿階段，引進(jìn)了卡薩利、托普索和魯奇大甲醇工藝裝置30多套，使用的催化劑均為進(jìn)口催化劑。進(jìn)口催化劑價(jià)格昂貴，使得甲醇企業(yè)生產(chǎn)成本大幅增加。
為了盡快實(shí)現(xiàn)大甲醇催化劑的國(guó)產(chǎn)化，我國(guó)嘗試使用傳統(tǒng)C307等成熟甲醇合成催化劑對(duì)進(jìn)口催化劑進(jìn)行了替代研究，但傳統(tǒng)甲醇合成催化劑在大型甲醇裝置使用中存在活性不高、催化劑壽命短、抗毒性和耐熱性較差等問(wèn)題。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)我國(guó)在高性能大甲醇催化劑方面的研究與應(yīng)用，開發(fā)出具有高活性、高選擇性、長(zhǎng)壽命和超低鐵含量的優(yōu)良國(guó)產(chǎn)大甲醇合成催化劑具有重要意義。
基于此，南化研究院積極致力于甲醇合成技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論創(chuàng)新、前瞻性課題探索，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的C307-M型大甲醇催化劑及其生產(chǎn)工藝。
“C307-M型甲醇合成催化劑的成功研制，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大甲醇催化劑的空白，打破了國(guó)外催化劑對(duì)大型甲醇裝置生產(chǎn)的壟斷，促進(jìn)了我國(guó)甲醇工業(yè)技術(shù)水平的提升。”南化公司化工工藝專家陳海波研究員表示。
南化研究院創(chuàng)新發(fā)明了適用于大型甲醇裝置使用的催化劑配方，顯著提高了催化劑在高負(fù)荷生產(chǎn)條件下的穩(wěn)定性；首創(chuàng)了大甲醇催化劑用新型載體材料，大幅提高了催化劑在高時(shí)空產(chǎn)率下的力學(xué)穩(wěn)定性；首次開發(fā)了高活性、大活性比表面積、超低雜質(zhì)含量甲醇催化劑制備工藝，產(chǎn)品中關(guān)鍵雜質(zhì)鐵的含量能夠降到50ppm，處于世界領(lǐng)先水平?；诖耍麄兘ㄔO(shè)了甲醇催化劑先進(jìn)制備技術(shù)和生產(chǎn)工藝平臺(tái)，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)化生產(chǎn)工藝；開展了甲醇催化劑本征動(dòng)力學(xué)和宏觀動(dòng)力學(xué)的研究，建立了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，為國(guó)產(chǎn)大型甲醇裝置反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了技術(shù)依據(jù)；首次明確提出銅鋅系甲醇合成催化劑中，氧化鋅助催化劑對(duì)氫氣的異解作用和促進(jìn)甲醇合成的機(jī)理，豐富了甲醇合成催化劑作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)。
該催化劑申請(qǐng)85件中國(guó)發(fā)明專利，已獲22項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)、4件實(shí)用新型專利授權(quán)；獲得1件美國(guó)專利授權(quán)。
“C307-M型甲醇合成催化劑具有強(qiáng)度好、還原過(guò)程穩(wěn)定、活性高、消耗低、選擇性高、適應(yīng)性強(qiáng)、操作彈性大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率約38%。”陳海波表示，目前，C307-M型催化劑已在國(guó)內(nèi)外100多套甲醇生產(chǎn)裝置上使用，為甲醇生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造了4000多億元的效益，海外銷售催化劑出口創(chuàng)匯近億元。下一步，南化研究院將加大推廣力度，進(jìn)一步拓展C307-M型甲醇合成催化劑在國(guó)內(nèi)外大型甲醇裝置上的應(yīng)用。
