甲醇合成工藝過程及操作控制的優(yōu)化問題

王從春

（安徽金禾實(shí)業(yè)股份有限公司 二公司，安徽來安 239200）

甲醇合成工藝過程及操作控制的優(yōu)化問題

王從春

（安徽金禾實(shí)業(yè)股份有限公司 二公司，安徽來安 239200）

甲醇是化工的原料，特點(diǎn)是生產(chǎn)成本低，使用范圍廣，在醫(yī)藥、印染、化工等領(lǐng)域內(nèi)均有應(yīng)用。結(jié)合當(dāng)前的狀況能夠獲悉，甲醇合成工藝雖然細(xì)節(jié)上有所不同，但具體原理卻基本一致。甲醇生產(chǎn)過程中，具有特殊性，為更好地提升合成的速率，減低合成的成本，需要優(yōu)化合成工藝過程，精細(xì)化現(xiàn)有操作控制流程，從而提升生產(chǎn)的水平。

甲醇合成；工藝過程；操作控制；優(yōu)化

甲醇是化工生產(chǎn)中必不可少的原料之一。結(jié)合國內(nèi)外狀況，能獲悉國內(nèi)外的甲醇合成技術(shù)已經(jīng)十分成熟，其中多用天然氣制備甲醇，最常用的主流工藝包括DAVY、Uhde、Lurgi等。但目前國內(nèi)使用的甲醇合成方式和技術(shù)還稍顯落后，產(chǎn)能較小，設(shè)備的老化度也很嚴(yán)重，不能適應(yīng)市場大批量和高質(zhì)量的要求，故此優(yōu)化甲醇工藝流程十分必要。

不同的甲醇技術(shù)的能耗消耗量較大，為提升其生產(chǎn)水平，需要積極的分析甲醇合成工藝，優(yōu)化操作性能，是解決當(dāng)前生產(chǎn)滯緩的最佳途徑。

1 甲醇合成工藝分析

隨著我國工業(yè)化水平的逐年提升，化工生產(chǎn)中對甲醇的需求量正在逐年加大。截止到2016年，甲醇市場已經(jīng)呈現(xiàn)出持續(xù)上升態(tài)勢，在今年甲醇的報(bào)價(jià)已經(jīng)達(dá)到1 852元/t的產(chǎn)量，且該數(shù)字正在逐年上調(diào)，部分地域已經(jīng)達(dá)到1 940元/t的價(jià)格。

為提升甲醇的生產(chǎn)質(zhì)量和總量，研究甲醇的數(shù)量供應(yīng)問題，對研究甲醇的合成工藝有著積極影響。我國當(dāng)前煤炭資源十分豐富，甲醇采用的原料多為天然氣和煤炭，其中工藝可以詳細(xì)的劃分為：單產(chǎn)的甲醇和聯(lián)產(chǎn)甲醇兩類。甲醇合成的工藝中，工藝周期長，工藝復(fù)雜，需要使用不同的方法將其凈化。但具體凈化時，材料和工程不同，因而使用的設(shè)備催化裝置也多有不同。

2 甲醇合成操作控制分析

甲醇需要通過合成的方式才能獲得，但是若合成控制方式不當(dāng)，能降低催化劑的活化效率，使精餾不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，影響產(chǎn)品合格率，也從客觀上加大生產(chǎn)的成本，極易引發(fā)安全隱患。因而，開展甲醇合成操作控制優(yōu)化十分必要。優(yōu)化過程如下，從設(shè)備和工程參數(shù)優(yōu)化這兩方面入手。

從參數(shù)優(yōu)的角度探尋合成操作控制。需要影響甲醇合成的主要參數(shù)分別是：壓力、催化劑的溫度、合成的速率、氣體組合等方式。若從壓力的角度考慮問題，生產(chǎn)中高壓低壓的數(shù)值不同，生產(chǎn)的工藝參數(shù)也隨之不同，這就影響工藝的合成狀況，故此控制好壓力十分重要。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@悉，使用高壓合成甲醇十分有利，合成操作中控制流程中壓力每次提升1%的壓強(qiáng)，產(chǎn)量也就提升1%，甚至產(chǎn)量會更高。

所以優(yōu)化工藝參數(shù)時，需要先考慮壓力對產(chǎn)量的影響，然后結(jié)合實(shí)際情況適度的提高壓力，這是是提升甲醇產(chǎn)量需要重點(diǎn)考慮的兩方面因素。除此之外，催化劑的溫度也能影響合成時的工藝參數(shù)，在合成甲醇的操作中，適度調(diào)整催化劑，讓其性能更穩(wěn)定，是增大甲醇含量的有效途徑，不但提升合成的效率，也能讓合成的甲醇穩(wěn)定性能好。但提升時需要把握好“度”，原因是大幅度壓力增大不僅無法達(dá)到提升的效果，也會影響合成的效率，制約合成的產(chǎn)量。其他的組合參數(shù)優(yōu)化中，要求適度的排放惰性氣體，提升反映速率，提高產(chǎn)業(yè)合成其他的濃度，進(jìn)一步加大甲醇的濃度，這提升產(chǎn)品效率。但僅使用工藝參數(shù)開展此項(xiàng)操作還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更要優(yōu)化設(shè)備。在保障合成裝置工藝要求的前提，提升甲醇的產(chǎn)量和品質(zhì)，使合成裝置符合工藝要求，從而提升甲醇的產(chǎn)量和品質(zhì)，避免合成不當(dāng)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量下降。

優(yōu)化設(shè)備時，重視合成反應(yīng)器。若合成反應(yīng)器的壓力差偏大，會出現(xiàn)超壓的現(xiàn)象，增加設(shè)備能耗的同時，增大生產(chǎn)成本，從而提升設(shè)備的故障率。因而，優(yōu)化時確保工藝參數(shù)的穩(wěn)定性，提高氣體的含量，避免氣體壓力過大引發(fā)的系統(tǒng)壓力上漲。通過控制凈化氣CO2含量的方式，能在含量波動減少的同時，探究催化劑對氣體含量的硬性，并讓催化劑的溫度處于合理范圍內(nèi)。

除此之外，控制甲醇分離器時，需要做好優(yōu)化和控制，避免使用時液體位置過高引發(fā)的催化劑溫度下降，導(dǎo)致合成的速率也下降。所以控制甲醇分離器的時候，也要控制好液體位置。特別是合成氣壓機(jī)優(yōu)化時，率先優(yōu)化入口壓力，避免合成時控制不當(dāng)，液體的壓力大幅度上升，凈化等其他相關(guān)的速率下降。保證氣體供應(yīng)的穩(wěn)定性，是提升甲醇的產(chǎn)量的前提基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

甲醇是工業(yè)中常見的化工原料，對工業(yè)發(fā)展有著積極意義，廣泛應(yīng)用于各個化工領(lǐng)域。隨著工業(yè)的發(fā)展，對甲醇的需求量逐年加大，且對甲醇的生產(chǎn)質(zhì)量要求也逐年提升，所以加強(qiáng)甲醇的合成操作技術(shù)十分必要。合理的進(jìn)行優(yōu)化和布局，提升甲醇合成的品質(zhì)，提高其性能是當(dāng)前需要探索的問題。具體的優(yōu)化中，需要從工藝的參數(shù)優(yōu)化角度探尋問題，讓合成裝置更能達(dá)到生產(chǎn)要求。

[1] 張健.甲醇合成的工藝過程分析與操作控制優(yōu)化問題探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2015，（8）：35-36.

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[3] 李俊龍，王丹丹，郭緒強(qiáng)，等.甲醇合成工藝馳放氣位置優(yōu)化研究[J].石油化工高等學(xué)校學(xué)報(bào)，2015，（29）：11-12.

[4] 王洪生，王新來，李艷君，等.甲醇合成反應(yīng)穩(wěn)態(tài)工藝過程模擬研究[J].蘭州：蘭州理工大學(xué).2015，（29）：99-100.

Optimization of Methanol Synthesis Process and Operation Control

Wang Cong-chun

methanol is chemical raw materials，the characteristic is the production of low cost，wide use，in medicine，printing and dyeing，chemical industry and other fi elds were applied.Combined with the current situation can learn，methanol synthesis process although details vary，but the specif i c principle is almost the same.Has particularity in the process of methanol production，in order to better improve synthesis rate，reduce the cost of synthesis，need to optimize the synthetic process，ref i nes the existing operation control process，so as to improve the level of production.

methanol synthesis；process；operation control；optimization

TQ223.121

A

1003–6490（2017）03–0008–01

2017–02–15

王從春（1970—），男，安徽滁州人，工程師，主要研究方向?yàn)榛ぁ?/p>