甲醇合成工艺过程及优化分析

鲁明 李祥

兖矿新疆煤化工有限公司  新疆乌鲁木齐市  830000

摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，甲醇是化工原料成分中的重要组成部分,甲醇生产的成本本身就较低，甲醇广泛应用于化工生产中,可生产与制造甲胺、甲醇与苯二甲酸二甲酯等。涉及到农药、医药、染料与塑料等领域。现阶段，虽然甲醇合成的工艺有些差异，其中主要的工艺流程有原料气的储备、对该气体的压缩、对甲醇的合成、粗甲醇的精馏，为了提升综合的合成效率而必须减少生产的成本，这就需要相关的工作人员不断优化甲醇合成的工艺流程。因此，针对甲醇合成的工艺流程,工作人员来深入探讨甲醇合成工艺参数的变化对于产量的影响。

关键词：甲醇合成；工艺过程；操作控制；产量需求；全面进步

引言

在化工生产中，对甲醇的需求量非常高，甲醇对化工业的进步发展起着重要的推动作用。随着社会的深入发展，科技变化日新月异，甲醇的使用率也在不断提升，由于生产厂家资质参差不齐，导致产品质量也存在着差异。随着技术的不断进步，对化工业的精度要求也越来越高，提升甲醇合成工艺及优化分析上的要求也越来越迫切。相关操作人员要针对目前工艺中存在的问题，不断创新工艺，提升合成工艺产量及质量。

1甲醇合成流程

甲醇作为一种重要的化工原料，其合成反应机制一直是甲醇合成反应研究中的重点问题。为了切实提高甲醇的生产水平，进而解决甲醇的供求问题，对甲醇合成工艺进行研究具有重要的意义。我国作为资源丰富的煤炭资源大国，在进行甲醇制备时通常采用天然气和煤炭两种原料，具体的生产工艺氛围单产甲醇和量产甲醇。合成甲醇的工艺流程较长，且工艺复杂，使用不同的原料会导致工艺流程存在一定的差异，具体使用的设备和催化剂也会各有不同，其中主要包括合成原料、净化处理、压缩工艺和合成工艺、精馏粗甲醇的几个环节。制备甲醇的主要工艺特点包括：（1）采用含较高含量的二氧化碳、氮气天然气为制备原料；（2）采用燃气包合技术对含醇废水进行有效处理；（3）采用预转化炉对天然气中的高耗能气体进行转化，降低转化炉的负荷；（4）采用三塔精馏工艺对甲醇进行精馏。

2甲醇的合成方法

2.1低压法（5.0MPa——10.0MPa）

低压法是1960年之后逐步发展起来的一种新型合成甲醇技术。就是在低压情况下，把一氧化碳与氢气采用合适的催化剂用来进行甲醇的合成。这项工艺流程可以在较低的压力下获得很高的甲醇效率，它具有很少的反作用、又具有好的选择功能的特点、降低了对原材料的耗费。由于制造的压力较低所以工艺设备的生产制造也比高压法要容易得多，低压法比高压法所耗费的资金也少。

2.2中压法（10.05～20.05MPa）

随着化工业对甲醇的需求量不断增加，低压合成法会因为设备的批量增加引起原材料和资金投入的巨大浪费。结合实际情况，适当调整压力，变低压为中压，从现场应用效果来看，获得了良好的市场反馈。由于我国化工业的现状不同，亟待研发出一种新型合成方式，能同时氨和甲醇共同合成生产。在该合成方式中，含铜基的催化剂有毒，因此要严格控制原材料中硫的含量（不大于1mL/m3)。应用结果表明，该方式从工艺流程还是资金投入来看，都具有明显优势，而且见效快，对于我国工业发展有着重要的推动作用。

2.3高压法

高压法是一种较为传统的甲醇生产方式，其数值在20到35MPa。普遍使用高压法制备甲醇时的生产技术水平还较为落后，在原料和人力投入方面均有较大的浪费。此外，由于高压法还需在高温高压的条件下进行，这导致了生产出的甲醇具有较多的杂质，因此这一方法目前已逐渐被市场淘汰。

3优化控制分析

3.1工艺参数的优化

在对甲醇进行合成的过程中，需要应用大量参数，包括生产压力，催化剂使用量，合成效率，气体循环比，气体组成等等。而且对于甲醇合成的压力来说，不同压力会导致出现不同的合成情况，这都会对甲醇的产量以及合唱效率产生严重影响。因此，在实际生产过程中要对压力进行合理掌控，在设置压力时，高压能够促进生产，而且相关数据显示，在生产压力越高，生产效率就也就越高，压力是与生产效率成正比的。所以在对压力参数进行优化操作的过程中，一般要对压力参数进行考虑，使生产效率能够得到进一步提升，这也是参数优化最主要的目的。不仅如此，在对甲醇进行合成的过程中，催化剂的温度也会对生产效率产生直接影响，因此还要对催化剂的温度进行设置，这样才能进一步提升生产效率的。但凡事都有例外，催化剂的温度也要控制在一定范围之内，并不是越高越好，如果温度不断提升，不断难以提高甲醇的合成效率，还会适得其反。在对甲醇进行合成时还要对系统惰性气体排出量进行把握，这样不但能够提高生产效率的，还能使气体浓度有所提高。

3.2）Lurgi型甲醇合成塔

Lurgi型甲醇合成塔类似一台立式管壳式固定管板换热器，这种合成的管内装有少量的催化剂。在管外，则存在许多滚烫的热水使其蒸发带走热量，是近几年来国内使用最多的一种先进塔型。它的主要特点有单位体积催化剂和床层的传热面积非常大的特点。馆内中心线与沸腾热水之间最大温差可达到十摄氏度，在它们发生反应的时候，催化剂夹层之间温度差很小，工作人员可以认为是在恒定的温度下进行的，这种设备同样也会带走一定的热量。它有着操作安全、工作稳定、重复使用率高的特点，工作人员也可以认为的去控制夹层之间的温度，在生产过程中，还可以允许其中存在较高浓度的一氧化碳气体。它具有综合消耗较低、杂质产生较少、单程转化率很高的优点，这种方法生产甲醇的含量和空时间产率比ICI冷激塔高，它的催化剂的使用寿命也比冷激塔长。

3.3甲醇合成生产设备优化

甲醇合成反应中设备的选择非常重要，反应器的性能参数直接决定着甲醇的合成效果，要充分予以重视。在实际操作过程中，因为合成器的原因，导致反应温度不合规，会直接影响到制作环节中进、出口压力差，一旦压差增加，设备就会出现非正常运转，加剧能源的消耗，降低甲醇产量，从而导致资金成本升高，这样恶性循环还会影响设备的正常运转，增加维护成本。

结语

在甲醇在化学工业生产中占据着重要的地位，是基础原材料和精细化工领域的重要原料，在工农业生产和人民生活领域有非常高的市场使用率。从全球发展的大环境来看，目前发达国家已经掌握了成熟的甲醇合成技术，也拥有较为先进的合成设备。近期国际化工界高度关注甲醇羰基合成技术，其研制开发逐步成熟，应用逐步推广扩大。其具有甲醇转化率高、产物产率高等优点,更加开拓了甲醇在基础化学原料领域的重要技术和经济前景。而我国对甲醇生产与应用相关的化工研究则起步较晚，目前的生产技术和设备等还较为落后，导致当前的生产工艺很难满足巨大的市场需求。通过对甲醇的生产过程进行合理优化，既能够提升甲醇合成的品质，也能提高产能，降低杂质含量。

参考文献

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