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(yōu)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(chǎn)成本十分的低，因此，在化工生產(chǎn)中得到了較為普遍的應用，涉及到了涂料、醫(yī)藥以及塑料等較多的領(lǐng)域，可以用來生產(chǎn)制造苯二甲酸二甲酯以及甲醛等，現(xiàn)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(chǎn)制備具有特殊性，為了降低生產(chǎn)成本，提高合成速率，需要我們熟悉甲醇的合成工藝過程，優(yōu)化其操作。本文對合成甲醇的工藝過程與操作控制優(yōu)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(yōu)化

甲醇是化工生產(chǎn)中應用廣泛且不可缺失的優(yōu)質(zhì)原料。現(xiàn)階段，國際上甲醇的合成工藝以及相當?shù)某墒?，大多?shù)用天然氣制備甲醇，然而我國合成甲醇的技術(shù)仍然十分的落后，設(shè)備比較老化，產(chǎn)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(yōu)化勢已經(jīng)勢在必行。不同的合成甲醇技術(shù)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(yōu)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(xiàn)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(chǎn)原料能夠演變?yōu)橹苽浼状嫉膸追N生產(chǎn)流程。不管選擇工藝技術(shù)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(chǎn)、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(chǎn)品之中發(fā)現(xiàn)了甲醇，到上個世紀早期，幾乎全部的甲醇均是由木材經(jīng)過蒸溜制備的，后來，年高壓法裝置的建成實現(xiàn)了合成甲醇的工業(yè)化。自此以后，有關(guān)甲醇制備的工業(yè)方法在不斷的興起，到目前已經(jīng)形成了多種制備方法，現(xiàn)階段工業(yè)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(zhì)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(jīng)濟效益等方面均有其優(yōu)勢，制備的甲醇產(chǎn)率高、成本低，所以大大的推動了甲醇工業(yè)化制備的進程。面對當今世界能源結(jié)構(gòu)的形勢，以煤為原料制備甲醇的的技術(shù)工藝已經(jīng)成為了主流。

2 甲醇合成工藝的操作控制優(yōu)化

2.1 甲醇合成工藝的影響參數(shù)

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

高壓有利于甲醇的合成，壓力提高，甲醇產(chǎn)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(tài)，適度的提高催化劑的溫度也可以提升甲醇的產(chǎn)率。反應一旦到了平衡狀態(tài)，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(huán)比有利于碳轉(zhuǎn)化。

2.2 優(yōu)化控制方案

熟練掌握甲醇合成的控制優(yōu)化有利于提升粗甲醇的品質(zhì)。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(guān)的，工藝參數(shù)的優(yōu)化控制都有利于甲醇合成反應的優(yōu)化。

因為甲醇生產(chǎn)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(chǎn)過程中必須避免出現(xiàn)催化劑超溫的情況。若長時間于固定壓力下操作等溫副產(chǎn)蒸汽反應器，會導致甲醇產(chǎn)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(jié)晶而導致的催化劑失活現(xiàn)象。操作過程之中，要定時的關(guān)注對催化劑效用有影響的工藝參數(shù)，盡量避免因為提高溫度而造成的催化劑失活現(xiàn)象。

3 結(jié)語

甲醇是非常重要的化工生產(chǎn)原料，是工業(yè)的發(fā)展有力的推動力，在各個領(lǐng)域之中都有著廣泛的應用。現(xiàn)階段突飛猛進的經(jīng)濟發(fā)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(yōu)化顯迫在眉睫。為了降低生產(chǎn)成本，提高合成速率，需要我們熟悉甲醇的合成工藝過程，優(yōu)化其操作。本文對合成甲醇的工藝過程與操作控制優(yōu)化等問題進行了分析與研究。合理的優(yōu)化控制，不僅僅提高產(chǎn)量，還能提升品質(zhì)。

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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(yè)于黑龍江科技大學；現(xiàn)有職稱：中級工程師；研究方向：化工工程；