刘泽治 陈科
1月30日，笔者走进西南化工研究设计院有限公司（以下简称“西南院”）展厅，只见黑色、灰色、褐色等不同颜色的催化剂整整齐齐地摆在展示柜内，工作人员正介绍着各类催化剂，“这是烃类蒸汽转化催化剂，这是甲烷化催化剂……这个黑色的圆柱体就是XNC-98-5型甲醇合成催化剂。”
近日，国家能源集团180万吨/年煤制甲醇装置采用西南院自主研发的XNC-98-5型甲醇合成催化剂，在将装置负荷提升到108%的情况下，生产的MTO级甲醇（指符合进甲醇制烯烃装置的原料甲醇）产量达到259吨/时，各项工艺指标全部满足工艺要求，相同负荷下，单程转化率优于国外催化剂，标志着我国大型煤制甲醇装置合成催化剂国产化取得重大突破。
甲醇合成催化剂的研发人员正在做实验。受访者供图
国产甲醇合成催化剂“挤”进市场
甲醇作为重要的基础化工原料，在传统化工领域应用广泛，是甲醛、二甲醚、醋酸等一系列化工产品的上游原料。其在传统下游也有广泛应用，包括塑料、合成纤维、合成橡胶、胶粘剂、染料、涂料、香料、医药和农药等。
甲醇装置的大型化可大幅降低单位投资、能耗和生产成本，因此百万吨规模以上的大型甲醇装置产能在全国总产能中的占比已达50%。
西南化工研究院相关负责人表示，近年来，国内建设了大量煤制烯烃装置，其配套的百万吨以上规模的大型甲醇装置全部采用国外公司提供的甲醇合成工艺包，同时国外公司也捆绑销售甲醇合成催化剂。
“由于甲醇合成催化剂的使用性能好坏，对大型煤制烯烃装置的经济运行效益影响显著，以及国外公司对大型煤制甲醇装置甲醇合成催化剂市场的垄断，过去国产甲醇合成催化剂进入该市场困难巨大。”该负责人说。
面对上述情况，西南院多年来一直致力于研发新型甲醇合成工艺和催化剂，早在20世纪70年代便已对此方面的研究开题立项，这让西南院成为国内最早开展低压合成甲醇工艺及催化剂研究的科研院所。截止目前，西南院已制备C302、CNJ206、XNC-98等系列中低压合成甲醇催化剂，并成功应用于国内大中小型甲醇合成装置130多套。
多项创新助力国产催化剂自主可控
“相较于国内外其他款型的甲醇合成催化剂，我们最新研发的催化剂转化率更高、热稳定性更好、选择性更高、使用寿命更长，使用时温度、压力、空速范围也更宽。”西南院催化剂研发团队技术人员表示，该团队采用先进的催化剂制备技术，确保了活性组分（催化剂必备单元，没有该单元就没有催化作用）的高度分散和协同，极大提升了催化剂的综合性能。
该院相关负责人说，其研发团队严格控制催化剂中铁、镍及钠等杂质含量，实现了更低的乙醇等杂醇含量以及石蜡等副产物的生成，降低了甲醇能耗及生产成本，且催化剂还具有较好的物化性能和催化性能，进一步提升了催化剂的使用寿命，确保催化剂可以在更高的反应温度、压力以及反应空速下长周期高效运行。
“此次西南院XNC-98-5型甲醇合成催化剂在国家能源集团180万吨/年规模大型甲醇合成装置成功投用，迈出了大型煤制甲醇装置甲醇合成催化剂国产化征程上的关键一步。”西南化工研究院相关负责人说，下一步该院将继续面向国家“双碳”目标，攻关甲醇合成工艺和催化剂制备新技术及其他科研项目，加强关键核心技术自主可控，有序推动现代煤化工产业发展，为保障国家能源安全作出更多贡献。
