甲醇生产过程中结蜡原因及预防处理方法

惠武卫 柳高杰（四川天一科技股份有限公司， 四川 成都 610225）

甲醇生产过程中结蜡原因及预防处理方法

惠武卫 柳高杰（四川天一科技股份有限公司， 四川 成都 610225）

甲醇是一种有机化合物，通常用作溶剂、防冻剂、燃料或中和剂。在当前的甲醇生产当中，不管是以煤、天然气、还是焦炉煤气为原料，在很多工厂都存在着由于结蜡影响生产的事件。本文对合成甲醇过程中出现的结蜡现象进行了研究，分析了产生的原因，并探讨了相应的预防处理措施。

结蜡；甲醇合成；原因；预防措施

作为基本有机化工原料之一的甲醇，被广泛用作溶剂和生产甲醛、醋酸、烯烃等系列产品，尤其在近几年被大规模的用于生产烯烃的原料。在以不同的原料气合成粗甲醇的过程中，虽然生产工艺的不同，但是均发现有不同程度石蜡烃生成。生成的石蜡一般沉积在以下几个部位：①合成塔内件下部的换热器出口端；②水冷器的管壁；③连接管道；④甲醇分离器内。在结蜡严重的情况下，会造成管道、阀门的堵塞以及甲醇分离器和水冷器等设备的堵塞，更为严重时甲醇合成塔出口管也会被生成的石蜡堵塞，严重影响正常的生产，被迫停车除蜡的情况也时有发生。

1　石蜡的性质

石蜡是固态高级烷烃混合物的俗名，分子式为CnH2n+2，其中n=20-40，碳原子数约为18～30的烃类混合物，主要组分为直链烷烃（约为80%～95%）。

2　生成石蜡的原因

（1）操作温度 现在的合成催化剂主要都是由铜、锌、铝组成，甲醇合成反应中，铜为活性组分，在一定的温度、压力下，只要达到合成反应所需的条件，铜基催化剂就会有很好的活性和选择性。然而由于催化剂有多种元素组合而成，在不同的温度下催化剂的选择性有所不同。实践证明在合成塔的温度低于210℃或者高于295℃时都容易结蜡。

（2）操作压力 合成反应是一个体积缩小的反应，所以压力越大越有利于合成反应的进行。由于石蜡的碳链更长，生成石蜡的反应体积变化更大，所以压力越高时生成石蜡的机会也越大，这也在不同的生产车间得到验证。

（3）空速 所谓空速，就是每小时进入反应器的原料量与反应器藏量之比称为空间速度，如果空速过小，进入的合成塔原料气与合成催化剂的接触时间过长，有效组分的转化率会大大提高，同时生产石蜡和其他副产物的机会也大大提高，使得产品的纯度下降。

（4）原料气组成 合成反应的副反应主要有以下几种：

从反应可以看出如果入塔原料气中CO含量过高，副反应将会增多，生成脂肪烃类机会多，结蜡也就增多。

（5）催化剂 在催化剂的生产过程中，有可能从原料、生产模具、包装铁通中带入导致结蜡的最直接的毒物铁，目前国内合成甲醇催化剂基本控制铁含量≤120PPM。还有催化剂使用过程中选择性变化的原因，目前使用的合成催化剂大部分是铜基催化剂，随着使用时间的增加，特别是催化剂使用中、后期，会在设备、管道中结蜡。主要原因是受催化剂选择性的限制，在合成甲醇的过程中不可避免的会伴有少量甲酸及其它有机酸生成，从而使得以碳钢为原材料的设备和管道部分腐蚀，促使了有利于石蜡的生成的羰基铁（Fe（CO）5）的生成。Fe（CO）5随着气流带入合成塔后，吸附在催化剂表面，通过长时间的运行，催化剂表面累计的羰基铁也越来越多，所以到后期结蜡特别严重，以至于装置停产除蜡。

3　甲醇生产过程中结蜡的影响

石蜡的熔点为37℃左右，而甲醇出水冷器的的温度一般控制在40℃左右，导致石蜡在水冷器后被冷凝，随着时间的累计，被冷凝的石蜡也形成累计，导致水冷器换热不够充分，使的循环气中的甲醇含量增加，严重影响合成的转化率。还有就是结蜡时阻力会增大，增加了动力消耗，当结蜡过于严重时，更会造成甲醇水冷器的管道堵塞，甚至使甲醇分离器及合成塔出口管道也会被堵塞，引起停车、停产，给生产带来不稳定因素，造成极大的浪费和损失。

4　怎样有效预防和处理结蜡现象

（1）有效控制合成塔的操作温度 催化剂床层的温度控制在210-295℃之间操作，尽量避免系统波动。

（2）控制系统操作压力 在能满足生成需求的情况下尽量在低压力下生成。当然压力的高低主要取决于生成工艺，压力的高低是相对的，不能说是越低越好，毕竟主反应也是需要更高的压力。

（3）空速方面，尽量在合理的范围内提高空速 加大循环量，减小放空量，进而减少原料气的停留时间。

（4）选择品质好的合成催化剂催 尤其要使用杂质含量控制比较低的催化剂，比如国内Fe含量控制的最好的催化剂为XNC-98，可以控制在60PPM以下，这就从催化剂本身防止了石蜡的生成。

［1］陈子颀.甲醇生产过程结蜡的原因及解决方法［J］.中氮肥，2001，（4）：35-37.

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