淺析甲醇合成的工藝過程及操作控制優化問題

李志宇（大慶化工有限公司甲醇分公司，黑龍江 大慶 163000）

淺析甲醇合成的工藝過程及操作控制優化問題

李志宇（大慶化工有限公司甲醇分公司，黑龍江 大慶 163000）

甲醇是一種非常重要的化工原料，而且生產成本十分的低，因此，在化工生產中得到了較為普遍的應用，涉及到了涂料、醫藥以及塑料等較多的領域，可以用來生產制造苯二甲酸二甲酯以及甲醛等，現階段，雖然合成甲醇的工藝流程不太相同，但其基本的原理大致是相同的，大概的工藝流程有：原料氣制備、凈化、壓縮、以及甲醇合成、精餾粗等。甲醇的生產制備具有特殊性，為了降低生產成本，提高合成速率，需要我們熟悉甲醇的合成工藝過程，優化其操作。本文對合成甲醇的工藝過程與操作控制優化等問題進行了分析與研究。

甲醇；合成；工藝過程；操作控制；優化

甲醇是化工生產中應用廣泛且不可缺失的優質原料。現階段，國際上甲醇的合成工藝以及相當的成熟，大多數用天然氣制備甲醇，然而我國合成甲醇的技術仍然十分的落后，設備比較老化，產能較小，難以滿足的市場需求，因此，對合成甲醇的工藝流程進行優化勢已經勢在必行。不同的合成甲醇技術的能耗相差比較的打，為了更好的適應社會的需求，需要對合成甲醇的工藝流程進行分析，并對其操作控制過程進行優化。

1 甲醇合成工藝過程

1.1 合成的機理

大部分的碳氫化合物都能夠制備甲醇，如甲燒水合物、石油以及燃燒尾氣等，煤炭與天然氣是現階段應用較為廣泛的原料。

1.2 合成的流程

合成氣法制備的甲醇的整套工藝相對復雜、全工藝流程較長，采用不同的工藝條件以及生產原料能夠演變為制備甲醇的幾種生產流程。不管選擇工藝技術或者原料，制備甲醇的工藝流程都大體一致，包括合成氣的生產、變換、凈化、粗甲醇的合成以及甲醇精制等幾個部分組成。以煤做為原料合成甲醇的工藝流程如下圖所示：

合成甲醇的工藝流程圖

1.3 合成的方法

自從英國的化學家在木材干留的液體產品之中發現了甲醇，到上個世紀早期，幾乎全部的甲醇均是由木材經過蒸溜制備的，后來，年高壓法裝置的建成實現了合成甲醇的工業化。自此以后，有關甲醇制備的工業方法在不斷的興起，到目前已經形成了多種制備方法，現階段工業上大多選擇合成氣法來制備甲醇。

合成氣指以碳、氫為主要組分的原料氣，能夠用含碳礦物質如天然氣、煤以及石油等原料制得，當合成氣在催化劑存在，且處于一定的壓力、溫度，就能反應生成甲醇。合成氣法制取甲醇在工藝的選擇、原料的選取以及經濟效益等方面均有其優勢，制備的甲醇產率高、成本低，所以大大的推動了甲醇工業化制備的進程。面對當今世界能源結構的形勢，以煤為原料制備甲醇的的技術工藝已經成為了主流。

2 甲醇合成工藝的操作控制優化

2.1 甲醇合成工藝的影響參數

通常情況下，影響甲醇合成工藝的影響參數有壓力、氣體組成、催化劑溫度、合成速率、循環比以及氫碳比等

高壓有利于甲醇的合成，壓力提高，甲醇產率也會跟著提高。在甲醇的合成過程中，需要按時排出惰性氣體，從而增大參與制備甲醇合成反應的反應物的有效濃度，進而提高甲醇的合成反應速率。若反應沒有達到平衡的狀態，適度的提高催化劑的溫度也可以提升甲醇的產率。反應一旦到了平衡狀態，升高溫度會降低其制備速率，高溫會降低催化劑的壽命。在其他的工藝條件的不變的情況下，提升循環比有利于碳轉化。

2.2 優化控制方案

熟練掌握甲醇合成的控制優化有利于提升粗甲醇的品質。影響甲醇制備的幾個因素之間表面是獨立的，實則是緊密相關的，工藝參數的優化控制都有利于甲醇合成反應的優化。

因為甲醇生產制備裝置必須兼顧到催化劑的活性溫度，因此，催化劑的操作溫度必須保持比較低的條件。與此同時，實際的生產過程中必須避免出現催化劑超溫的情況。若長時間于固定壓力下操作等溫副產蒸汽反應器，會導致甲醇產量的下降，應該合理控制反應器入口氣體的溫度，科學合理的防止因為催化劑結晶而導致的催化劑失活現象。操作過程之中，要定時的關注對催化劑效用有影響的工藝參數，盡量避免因為提高溫度而造成的催化劑失活現象。

3 結語

甲醇是非常重要的化工生產原料，是工業的發展有力的推動力，在各個領域之中都有著廣泛的應用。現階段突飛猛進的經濟發展形勢下，人們對甲醇需求量也越來越大，因此，對甲醇合成工藝過程以及操作控制優化顯迫在眉睫。為了降低生產成本，提高合成速率，需要我們熟悉甲醇的合成工藝過程，優化其操作。本文對合成甲醇的工藝過程與操作控制優化等問題進行了分析與研究。合理的優化控制，不僅僅提高產量，還能提升品質。

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姓名：李志宇（1987-）,性別：男，籍貫：浙江省紹興市，學歷：本科，畢業于黑龍江科技大學；現有職稱：中級工程師；研究方向：化工工程；