吳士偉

摘 要：甲醇也叫木醇或木酒精，是一種在化工生產(chǎn)中最簡單的飽和醇甲基氫氧化合物，在進(jìn)行化工有機生產(chǎn)中經(jīng)常被用來當(dāng)成有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，有時還可在汽油中加入甲醇進(jìn)行燃燒、替代汽油作動力燃料或合成甲醇蛋白。甲醇合成裝置想要穩(wěn)定的運行，就要注意對觸媒合理的保護(hù)，提高其活性，還應(yīng)根據(jù)觸媒的使用，對進(jìn)料比例、操作溫度、操作壓力、觸媒床層溫度等進(jìn)行有效的控制。本文簡要分析了甲醇合成工藝及甲醇合成裝置穩(wěn)定的運行情況，以供參考。

關(guān)鍵詞：煤化工;甲醇合成裝置;穩(wěn)定運行

1 甲醇的合成方法及工藝

1.1 概述甲醇的發(fā)展

甲醇在我國最早發(fā)展于1957年，經(jīng)過多年的發(fā)展，我國陜西榆林天然氣公司、上海焦化有限公司等地甲醇生產(chǎn)裝置達(dá)到了200kt/a的生產(chǎn)能力，蘇里格天然氣化工股份有限公司還有一套180kt/a規(guī)格的甲醇生產(chǎn)裝置。隨著甲醇生產(chǎn)技術(shù)的飛速發(fā)展，我國甲醇生產(chǎn)技術(shù)和工藝越來越成熟，并且不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模，尤其是甲醇汽油、柴油等的產(chǎn)生使其快速成為經(jīng)濟(jì)的代用燃料。雖然在1998-2005年之間我國甲醇總產(chǎn)量平均增長了19.8%，但我國甲醇生產(chǎn)裝置生產(chǎn)效率較低。整個甲醇市場從2003年開始逐漸得到發(fā)展，人們對甲醇的需求和甲醇的價格也不斷提高。但我國甲醇生產(chǎn)技術(shù)還存在許多問題，主要表現(xiàn)為甲醇生產(chǎn)成本較高、生產(chǎn)裝置規(guī)模較小、缺乏市場競爭力等，當(dāng)前甲醇生產(chǎn)已經(jīng)成為我國重點發(fā)展的工業(yè)，著重建設(shè)大型甲醇項目，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，目前我國甲醇建設(shè)項目的生產(chǎn)能力已超過10000kt/a。

1.2 甲醇的合成方法

我國當(dāng)前引進(jìn)的裝置大多采用低壓法，小規(guī)模的甲醇生產(chǎn)裝置主要使用高壓法。和高壓法相比較，低壓法具有設(shè)備和操作費用低、能量消耗少、產(chǎn)品純度高等的優(yōu)點，所以國內(nèi)大多數(shù)甲醇企業(yè)都采用低壓法進(jìn)行生產(chǎn)，并且通過催化劑性能的改進(jìn)，取得了良好的發(fā)展。

①魯奇渣油聯(lián)醇法：該方法是一種比較成熟的生產(chǎn)技術(shù)，它可以最大程度的利用能源，并且具有較高的熱利用率。我國齊魯石化公司便采用了此方法進(jìn)行甲醇生產(chǎn);

②中壓法：中壓法的工藝過程和低壓法類似，主要區(qū)別是中壓法的投資費用和綜合指標(biāo)都比低壓法略高，當(dāng)前丹麥托普索公司、日本三菱瓦斯化學(xué)公司在中壓法應(yīng)用方面獲得了很大的進(jìn)步;

③ICI低壓法：該生產(chǎn)方法在當(dāng)前世界甲醇生產(chǎn)工業(yè)中得到大量的應(yīng)用，該甲醇生產(chǎn)方法操作比較可靠，并且生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有較高的純度，ICI低壓法生產(chǎn)過程主要包括精餾、合成、脫硫、壓縮、轉(zhuǎn)化，可以對反應(yīng)熱進(jìn)行充分的利用;

④德國巴斯夫公司的高壓法：該方法曾是最早的甲醇實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的方法，但該方法成本高、消耗較大，并且對操作條件提出了較高的要求，已經(jīng)逐漸被中壓法、低壓法取代。

1.3 甲醇的合成工藝

1.3.1 固定床甲醇合成工藝

1.3.1.1 軸向反應(yīng)器甲醇合成工藝

當(dāng)前軸向反應(yīng)器仍是世界范圍內(nèi)甲醇合成工藝中應(yīng)用最多的甲醇合成技術(shù)，該項合成技術(shù)具有較強的穩(wěn)定性，對煤質(zhì)有較好的適應(yīng)性?，F(xiàn)階段各國為了進(jìn)一步降低能耗，使甲醇生產(chǎn)效益得到提升，都對軸向反應(yīng)器做了一定的升級和改造。我國對于軸向反應(yīng)器進(jìn)行了較多的研究，我國當(dāng)前常見的對軸向反應(yīng)器進(jìn)行改造的方法主要是增設(shè)冷管式和復(fù)產(chǎn)蒸汽合成塔，這樣可以使能耗降低，使煤轉(zhuǎn)化率和甲醇的產(chǎn)量得到進(jìn)一步提高;

1.3.1.2 徑向反應(yīng)器的甲醇合成工藝

甲醇合成工藝中的徑向反應(yīng)器有產(chǎn)量大、能耗低、轉(zhuǎn)化率高等特點，并且該項甲醇合成技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)成為我國研究甲醇合成技術(shù)的熱點。建設(shè)大型的徑向反應(yīng)器對產(chǎn)業(yè)效益的提升有重要的促進(jìn)作用，使其規(guī)模不斷擴大;另外我國徑向反應(yīng)器不能只依靠進(jìn)口，該項技術(shù)發(fā)展可以促進(jìn)我國甲醇合成技術(shù)的發(fā)展。我國當(dāng)前對徑向反應(yīng)器研究的主要方向是如何提高徑向反應(yīng)器化學(xué)反應(yīng)與催化劑的效能。

1.3.2 漿態(tài)床甲醇合成技術(shù)

漿態(tài)床甲醇合成技術(shù)對合成氣有較好的適應(yīng)性，可操作性較強，還可使固態(tài)床在高濃度催化劑與高氣速操作條件下導(dǎo)致的性能不穩(wěn)和出產(chǎn)量不夠的問題得到有效解決。該技術(shù)發(fā)源于美國，我國現(xiàn)階段對這種技術(shù)的研究還處于起步階段。

2 煤化工甲醇合成裝置穩(wěn)定的運行

想要使甲醇合成裝置的運行更加穩(wěn)定，首先要對塔內(nèi)的觸媒裝置進(jìn)行有效的保護(hù)，防止產(chǎn)生觸媒失活等現(xiàn)象。在甲醇實際合成中使用的是銅基觸媒，通常控制其溫度在230-260℃之間便開始起催化作用，許多觸媒在使用初期有具有較好的活性，床層溫度也相對較低，降低系統(tǒng)的壓力都可以對觸媒起到重要的保護(hù)作用;當(dāng)觸媒使用一段時間后，隨著床層實際溫度的不斷提高，其所受的壓力也不斷上升，在此過程中應(yīng)該重視超溫對觸媒活性的影響，加上其頻繁的出現(xiàn)，就需要實時關(guān)注負(fù)荷波動導(dǎo)致的超溫現(xiàn)象，如果不能及時有效的處理便會對催化劑的使用壽命造成嚴(yán)重的影響。同時在高溫條件下也容易產(chǎn)生劇烈的條件性反應(yīng)，甚至直接在催化劑表面產(chǎn)生，如果減少催化劑的使用面積，就對較大程度的降低實際催化劑的活性。

3 結(jié)語

總之，想要保持甲醇合成裝置運行穩(wěn)定，主要是保護(hù)觸媒，合理的控制進(jìn)料比例、操作壓力溫度、觸媒床層溫度等，因此我國應(yīng)不斷的研究和開發(fā)化工新材料、新設(shè)備和新能源，提高甲醇就近轉(zhuǎn)化率和競爭力的同時，使甲醇工業(yè)技術(shù)水平向國際標(biāo)準(zhǔn)水平方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]艾龍.煤化工甲醇合成裝置穩(wěn)定運行分析[J].化工管理，2015（06）：203.