环氧乙烷银催化剂

环氧乙烷/乙二醇(EO/EG)是乙烯的重要衍生物,银催化剂是目前乙烯直接氧化生产环氧乙烷的唯一工业催化剂,是生产EO/EG的关键核心。银催化剂是一种负载型催化剂,其载体是比表面积较低的α-Al2O3,活性组分是银,通常使用添加剂和助剂来改善催化剂的性能。

乙烯和氧在银催化剂作用下直接环氧化生成EO的同时,还生成副产物CO2和水。银催化剂有活性、选择性和稳定性等三个主要性能指标。活性是指在一定反应条件(反应气组成、空速等)下达到既定负荷(时空产率)的温度。选择性是指转化成EO的乙烯占总转化的乙烯摩尔百分数。稳定性是指在使用过程中催化剂活性的下降速率。银催化剂的综合性能对EO/EG生产过程的经济效益起着决定性作用,以当前国内产能计,其选择性每提高一个百分点,可直接节约乙烯约16万吨/年(价值约14.5亿元),减排CO250万吨/年。目前,国内EO/EG产能约1770吨/年,银催化剂装填量约3000吨,具有广阔的应用市场。

世界上主要有中国石化、Shell、SD和DOW四家银催化剂技术商,北化院燕山分院是国内唯一一家商用环氧乙烷银催化剂的研究机构,也是全球唯一一家同时研究开发催化剂和载体的机构,具有50余年研发历史,目前已推出四大种类、十余个牌号的YS系列银催化剂,可适用于全球95%以上的EO/EG装置,综合性能达到世界先进水平。按照适用工况和催化剂性能,主要可分为以下类型:

一是高活性银催化剂,初始选择性80-82%,使用寿命在2-4年,适用于20世纪建设、未经改造的EO/EG装置,可耐受较高时空产率(>260kgEO/h/m3)和CO2浓度(>3.0%);

二是中等选择性银催化剂,最高选择性约为83-85%,适用于反应器入口气中CO2浓度≤3.0%、时空产率≤260kgEO/h/m3EO/EG装置;

三是高选择性银催化剂,最高选择性可达88-91%,适用于反应器入口气中CO2浓度≤1.0%、时空产率约200kgEO/h/m3EO/EG装置;

四是高时空产率/高性能银催化剂,最高选择性90-91%,可适用于反应器入口气中CO2浓度≤2.0%、时空产率240-260kgEO/h/m3EO/EG装置,能够更好的满足装置扩能需求。

截至目前,北化院燕山分院研发的YS系列银催化剂已在国内、外28套EO/EG装置成功应用90次,13次出口“一带一路”国家,累计销量近8000吨,在业内享有良好的声誉。


信息来源: 
2016-11-17