淺析甲醇合成的工藝過(guò)程及操作控制優(yōu)化問(wèn)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(guò)程及操作控制優(yōu)化問(wèn)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(yīng)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(lái)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(guò)程，優(yōu)化其操作。本文對(duì)合成甲醇的工藝過(guò)程與操作控制優(yōu)化等問(wèn)題進(jìn)行了分析與研究。

甲醇；合成；工藝過(guò)程；操作控制；優(yōu)化

甲醇是化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛且不可缺失的優(yōu)質(zhì)原料?，F(xiàn)階段，國(guó)際上甲醇的合成工藝以及相當(dāng)?shù)某墒欤蠖鄶?shù)用天然氣制備甲醇，然而我國(guó)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(chǎng)需求，因此，對(duì)合成甲醇的工藝流程進(jìn)行優(yōu)化勢(shì)已經(jīng)勢(shì)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(yīng)社會(huì)的需求，需要對(duì)合成甲醇的工藝流程進(jìn)行分析，并對(duì)其操作控制過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。

1 甲醇合成工藝過(guò)程

1.1 合成的機(jī)理

大部分的碳?xì)浠衔锒寄軌蛑苽浼状?，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(yīng)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(duì)復(fù)雜、全工藝流程較長(zhǎng)，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(gè)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(guó)的化學(xué)家在木材干留的液體產(chǎn)品之中發(fā)現(xiàn)了甲醇，到上個(gè)世紀(jì)早期，幾乎全部的甲醇均是由木材經(jīng)過(guò)蒸溜制備的，后來(lái)，年高壓法裝置的建成實(shí)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(lái)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(dāng)合成氣在催化劑存在，且處于一定的壓力、溫度，就能反應(yīng)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(jì)效益等方面均有其優(yōu)勢(shì)，制備的甲醇產(chǎn)率高、成本低，所以大大的推動(dòng)了甲醇工業(yè)化制備的進(jìn)程。面對(duì)當(dāng)今世界能源結(jié)構(gòu)的形勢(shì)，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(huì)跟著提高。在甲醇的合成過(guò)程中，需要按時(shí)排出惰性氣體，從而增大參與制備甲醇合成反應(yīng)的反應(yīng)物的有效濃度，進(jìn)而提高甲醇的合成反應(yīng)速率。若反應(yīng)沒(méi)有達(dá)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(yīng)一旦到了平衡狀態(tài)，升高溫度會(huì)降低其制備速率，高溫會(huì)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(gè)因素之間表面是獨(dú)立的，實(shí)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(yīng)的優(yōu)化。

因?yàn)榧状忌a(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(shí)，實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中必須避免出現(xiàn)催化劑超溫的情況。若長(zhǎng)時(shí)間于固定壓力下操作等溫副產(chǎn)蒸汽反應(yīng)器，會(huì)導(dǎo)致甲醇產(chǎn)量的下降，應(yīng)該合理控制反應(yīng)器入口氣體的溫度，科學(xué)合理的防止因?yàn)榇呋瘎┙Y(jié)晶而導(dǎo)致的催化劑失活現(xiàn)象。操作過(guò)程之中，要定時(shí)的關(guān)注對(duì)催化劑效用有影響的工藝參數(shù)，盡量避免因?yàn)樘岣邷囟榷斐傻拇呋瘎┦Щ瞵F(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

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(dòng)力，在各個(gè)領(lǐng)域之中都有著廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段突飛猛進(jìn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)下，人們對(duì)甲醇需求量也越來(lái)越大，因此，對(duì)甲醇合成工藝過(guò)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(guò)程，優(yōu)化其操作。本文對(duì)合成甲醇的工藝過(guò)程與操作控制優(yōu)化等問(wèn)題進(jìn)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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[4]陳鑫亮.甲醇合成工藝過(guò)程與操作控制優(yōu)化的分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊,2017,43(2):6-6.

[5]吳麗蘭.探究甲醇合成的工藝過(guò)程分析與操作控制優(yōu)化[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2016,8(2).

姓名：李志宇（1987-）,性別：男，籍貫：浙江省紹興市，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于黑龍江科技大學(xué)；現(xiàn)有職稱：中級(jí)工程師；研究方向：化工工程；