劉志沛

摘 要：甲醇作為很多工業(yè)生產(chǎn)中的主要原材料，由于甲醇的制作成本不高，故越來(lái)越多化工企業(yè)在開(kāi)展化工生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)使用，具有較為廣闊的運(yùn)用范圍。本文主要分析了甲醇合成工藝過(guò)程和操作控制優(yōu)化方式，并結(jié)合一些問(wèn)題，找到更加有效的措施方法，從而更好地完善甲醇合成工藝流程。

關(guān)鍵詞：甲醇合成;工藝運(yùn)用;操作控制;優(yōu)化完善;分析

當(dāng)下，世界各國(guó)都陸續(xù)使用甲醇合成技術(shù)，我們國(guó)家與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比有些落后，主要在甲醇合成工藝中不具備較高的產(chǎn)能，而且相關(guān)設(shè)備比較陳舊，很難達(dá)到市場(chǎng)的發(fā)展要求。所以化工企業(yè)要不斷地優(yōu)化和完善甲醇合成工藝流程和技術(shù)，找到更好的控制優(yōu)化對(duì)策。

1 甲醇合成工藝的流程

化工企業(yè)要不斷地提高化工產(chǎn)業(yè)中甲醇合成效果，不能只依靠甲醇合成技術(shù)，工作人員還要具體把握甲醇合成的流程，還要不斷地優(yōu)化操作控制程序。

1.1 甲醇合成的反應(yīng)原理

甲醇合成反應(yīng)主要借助催化劑，從而出現(xiàn)一系列的可逆性反應(yīng)，主要是由一氧化碳和氫混合形成甲醇?xì)怏w，這一化學(xué)反應(yīng)也表示為放熱反應(yīng)。站在化學(xué)平衡的角度上，我們可以知道同一溫度下，壓力和kN值成正比，而同一壓力下，溫度和kN值成反比越小。因此工作人員需要明白低溫和高壓狀態(tài)下不適合開(kāi)展甲醇合成工作。而使用的催化劑主要是鋅鉻催化劑和銅基催化劑，不管是哪種類(lèi)型的催化劑，多相催化的程序分為擴(kuò)散、吸附和外部反應(yīng)等等，也就是氣體自氣相擴(kuò)散至催化劑周邊，不同氣體在催化劑的活性作用下出現(xiàn)化學(xué)吸附現(xiàn)象，而吸附的反應(yīng)物則反應(yīng)在活性表面上，如果反應(yīng)產(chǎn)物脫離依附物，那么反應(yīng)產(chǎn)物氣體就會(huì)從催化劑界面發(fā)散到氣相當(dāng)中。

1.2 甲醇合成程序

我們國(guó)家經(jīng)常使用合成氣來(lái)制備甲醇，可是合成氣制備甲醇比較麻煩，整套流程要耗費(fèi)較多的時(shí)間，工作人員在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)用的時(shí)候要使用不同的凈化方式和原材料，對(duì)應(yīng)的甲醇合成程序也不同，具體分成合成原料氣、凈化、壓縮、合成以及精餾粗甲醇等程序。

1.2.1 原料氣的合成

合成甲醇需要制備好原料氫與碳的氧化物，工作人員需要使用好石油、煤炭和天然氣等材料，通過(guò)蒸汽來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，還可以使用一些氧化物來(lái)轉(zhuǎn)化，從而生產(chǎn)更多含有氫、一氧化碳和二氧化碳的混合氣體。甲醇合成氣的要求是2.1左右。

1.2.2 合成甲醇

結(jié)合不同的催化劑和壓力條件，溫度大致設(shè)置在240-270℃或者360-400℃之間，通過(guò)催化劑來(lái)合成反應(yīng)，生成甲醇物質(zhì)。因?yàn)槭艿酱呋瘎┻x擇的影響，工作人員在生成甲醇的時(shí)候還要處理其他連帶反應(yīng)，生成的產(chǎn)品主要是甲醇、水和不同的有機(jī)雜質(zhì)的混合溶液，我們也稱(chēng)之為粗甲醇。

1.2.3 凈化處理操作

粗甲醇的凈化主要有物理凈化與化學(xué)凈化兩個(gè)內(nèi)容，化學(xué)凈化是利用堿來(lái)破壞精餾中很難分離的雜質(zhì)，進(jìn)一步調(diào)節(jié)pH值，但是物理凈化是簡(jiǎn)單的過(guò)濾和除雜操作。

1.2.4 精餾粗甲醇

精餾表示為脫除容易揮發(fā)的組分，比方說(shuō)二甲醚和一些很難揮發(fā)的乙醇、高碳醇與水。

1.3 甲醇合成的有效方法

當(dāng)下，我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)條件有了較大改善，越來(lái)越多化工工廠(chǎng)在創(chuàng)新甲醇的制備方法，而且工業(yè)制備的方法越來(lái)越多樣化，比方說(shuō)，合成氣法、聯(lián)醇法以及不同的原料合成方法?，F(xiàn)代工業(yè)主要運(yùn)用合成氣法來(lái)制備甲醇，而甲醇合成的方法分別是高壓法、低壓法和中壓法。

1.3.1 合成氣高壓法

合成氣在溫度為340-420℃、30-50MPa的高壓狀態(tài)下使用鋅--鉻氧化物充當(dāng)催化劑，這種合成甲醇的方法也叫做高壓法，該方法具有較長(zhǎng)的使用時(shí)長(zhǎng)，也是很多國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展化工生產(chǎn)活動(dòng)中運(yùn)用的主要方法。

1.3.2 合成氣低壓法

使用低壓法來(lái)合成甲醇需要在合成氣為275℃、5MPa的條件下，通過(guò)銅基催化劑來(lái)合成甲醇。越來(lái)越多的反應(yīng)器技術(shù)和催化劑得到優(yōu)化和改進(jìn)，低壓法合成甲醇能夠更好地降低企業(yè)生產(chǎn)成本，在未來(lái)具有較大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

1.3.3 合成氣中壓法

中壓法來(lái)合成甲醇主要表示的是一氧化碳與氫氣在溫度235-31℃、壓力為10-27MPa條件下來(lái)合成甲醇。

2 甲醇合成工藝的操作優(yōu)化對(duì)策

甲醇合成的時(shí)候要沒(méi)有采取恰當(dāng)?shù)牟僮鞣椒ň秃苋菀壮霈F(xiàn)催化劑活性不高的現(xiàn)象，還會(huì)增加副產(chǎn)物數(shù)量，還會(huì)影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量，從而影響甲醇的合成工作。因此化工企業(yè)在優(yōu)化甲醇合成工藝的時(shí)候要做好控制和管理工作，主要從設(shè)備的選擇與工藝參數(shù)的優(yōu)化上加以把握。

2.1 不斷優(yōu)化工藝參數(shù)

因?yàn)榧状荚诤铣傻臅r(shí)候與很多工藝參數(shù)有關(guān)系，比方說(shuō)，壓力、催化劑的應(yīng)用、合成效率、氣體組合以及循環(huán)比等。而單從壓力上來(lái)看，生產(chǎn)壓力有利于提高甲醇的合成效率與生產(chǎn)質(zhì)量。高壓還會(huì)推動(dòng)甲醇的合成，從而更好地提升甲醇的生產(chǎn)效率，如果壓力增加，這樣會(huì)增加生產(chǎn)效率。除此之外，催化劑溫度會(huì)影響甲醇的合成效率，所以甲醇在合成的時(shí)候要控制好催化劑的溫度，這樣可以更好地提高整體生產(chǎn)效率。但是工作人員不能過(guò)度地提升催化劑溫度，還要及時(shí)排出合成系統(tǒng)中的惰性氣體，盡可能地提高反應(yīng)氣體的濃度大小，從而更好地保證甲醇合成效率與質(zhì)量，也可以提高整體的反應(yīng)速度。

2.2 不斷優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備

要更好地提升甲醇合成工藝，工作人員不僅要處理好工藝參數(shù)，還要優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備，不斷達(dá)到工藝生產(chǎn)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。所以化工企業(yè)要大力強(qiáng)化設(shè)備與工藝技術(shù)，從根本上減輕設(shè)備與工藝技術(shù)的不良影響，將甲醇質(zhì)量控制在合理的范圍之內(nèi)。工作人員在優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備的時(shí)候要提高合成反應(yīng)器的質(zhì)量，設(shè)備反應(yīng)器溫度低于一定范圍就會(huì)增加甲醇合成壓縮機(jī)的進(jìn)出壓力差，還會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)設(shè)備的超壓?jiǎn)栴}，造成整個(gè)設(shè)備的消耗量增大，甚至加劇甲醇合成的成本。

所以工作人員在優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備的時(shí)候要穩(wěn)定相關(guān)參數(shù)，要不斷地增加反應(yīng)設(shè)備的含氣量大小，防止甲醇合成中出現(xiàn)增壓現(xiàn)象。還要合理地控制好二氧化碳含量，從而更好地保護(hù)催化劑，避免二氧化碳的大幅度波動(dòng)對(duì)催化劑性能的不利影響，還要有效地保護(hù)催化劑本身，讓溫度穩(wěn)定在催化劑活性最好中。

3 結(jié)束語(yǔ)

甲醇是化工生產(chǎn)活動(dòng)中的重要原材料，它關(guān)系到整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的有效開(kāi)展，隨著化工企業(yè)的發(fā)展，甲醇的使用量也有了更大的延展空間，甲醇的質(zhì)量也有了更高的要求，工作人員也要意識(shí)到甲醇合成工藝的重要性，并且化工企業(yè)要科學(xué)地控制和優(yōu)化甲醇合成工藝流程。采取有效的優(yōu)化措施，這樣可以更好地加強(qiáng)甲醇的合成效率，還可以進(jìn)一步提高甲醇的性能和質(zhì)量，從而促進(jìn)化工工業(yè)的有效發(fā)展。

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