非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成

由中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院宗保宁等完成

    该项目属石油化工技术领域重大发明。经过20年的基础研究和应用研究，形成了40多项专利技术。结合非晶态合金催化剂优异的磁性与加氢性能以及磁稳定床优异的传质、传热性能，使反应过程得到强化，在国际上首次实现磁稳定床和非晶态合金催化剂的集成创新和工业化。
    在非晶态合金催化剂方面，将晶态催化剂的结构非晶化，使广泛应用的雷尼镍催化剂加氢性能产生质的飞跃。通过加入原子半径大的稀土元素提高晶化势能垒和采用碱抽提铝技术，突破了非晶态合金作为实用催化材料热稳定性差、比表面积小的限制。采用氢气处理提高非晶度；综合利用副产废碱液合成分子筛；设计出喷嘴、坩锅和冷却铜辊等关键设备；引入杂原子，调整对各种官能团的加氢活性、耐酸性和磁性，形成非晶态合金系列催化剂。建成了技术可行、经济合理、绿色环保的百吨级非晶态合金催化剂生产装置。
    在磁稳定床技术方面，结合均匀磁场和非晶态合金催化剂的磁性形成磁稳定床反应工艺，设计了调节磁场的磁隔栅，建立了可指导工业生产的磁场和反应器数学模型，提出了不同反应所适用的工艺流程。该技术用于己内酰胺加氢精制的效果为釜式工艺的5～10倍，催化剂耗量降低70％，反应空速可达40h-l。
    非晶态合金催化剂及其磁稳定床集成技术已分别用于中国石化石家庄化纤公司、中国石化巴陵分公司6.5万吨/年和7万吨/年己内酰胺加氢精制过程，并在上述两公司分别完成了24万吨/年和25万吨/年己内酰胺新装置建设。该项技术还用于医药中间体加氢过程和葡萄糖加氢制备山梨醇的多家生产企业，并已完成了用于氢气精制脱CO、 芳烃吸附脱硫等过程的工业试验。
    非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺在国际上首次工业应用，使我国的加氢技术产生跨越式进步，产生了巨大的经济和社会效益。