浅析甲醇合成结蜡的原因及处理措施

屈振军 贺泉泉（陕西延长石油延安能源化工有限责任公司，陕西 延安 727500）

浅析甲醇合成结蜡的原因及处理措施

屈振军 贺泉泉（陕西延长石油延安能源化工有限责任公司，陕西 延安 727500）

生产甲醇的过程中采用铜基催化剂，就会生成石蜡。如果结蜡非常严重的情况下，就会导致甲醇水冷器堵塞，甲醇分离器也会产生阻塞的问题，甚至需要停车将蜡清理掉。本论文针对甲醇合成结蜡的原因及处理措施展开研究。

甲醇合成结蜡；原因；处理措施

合成甲醇的方法主要包括两种，第一种为低压法，第二种为高压法。选择甲醇催化剂与甲醇合成的方法存在着相关性。采用低压法进行合成甲醇，存在着温度低的特点，而且合成的压力也比较低，运行成本也相对较低，使得高压法被逐渐取代。合成甲醇催化剂的过程中采用低压法，主要采用的催化剂就是铜基，常用的铜基为：C301、NC307、C307等等。在使用铜基催化剂的过程中，主要是促进剂石蜡的生产。如果严重结蜡现象存在，就会导致甲醇水冷器堵塞，如果非常严重，就需要停车将所有的蜡清理掉。

1 甲醇合成结蜡所造成的危害

1.1 甲醇合成结蜡会导致甲醇产率降低

水冷器和甲醇分离器的位置容易有结蜡现象，通过观察水冷器就可以发现，水冷器的冷却效果会由于结蜡现象而降低。由于水冷器中的出塔气没有得到充分冷却，就使得出塔气进入分离器当中之后不会完全分离，少量的甲醇会伴随着循环气释放出来，大约含量为0.5%[1]。循环气含有一定量的甲醇，随着循环气返回塔中，聚会恶化了反应，就容易有高级醇生成，对一氧化碳的转化产生不良影响。

1.2 设备维修成本由于结蜡而有所增加

结蜡现象的产生，使得水冷器的温度过高，加之甲醇分离器没有处于良好的运行状态，就会使得气体和液体难以有效分离。甲醇进入到压缩机循环段，就会有液击产生，使得压缩机的使用寿命缩短，由此设备维修成本由于结蜡而有所增加。

2 甲醇合成结蜡的主要原因

2.1 甲醇合成结蜡与铁元素密切相关

生成甲醇以碳钢设备为主，在生产的过程中，会产生甲酸和有机酸腐蚀设备，此时就会有铁质产生，在原料气中含有一氧化碳，与羰基铁之间发生反映之后，在催化剂的作用下，就会有脂肪烃生成。随着催化剂的长时间运行，铁的积累就会更多，生成的烷烃量就会更多。

2.2 甲醇合成结蜡与合成反应温度密切相关

低压甲醇合成中发挥作用的催化剂是氧化锌、氧化钠、三氧化二铝、氧化铜等等。铜基催化剂的过程中，纳和铝在一定的压力和温度下，就会使得氢气和一氧化碳发生反映，促使蜡生。

生成甲醇的时候，塔床层温度低，甚至比催化剂的活性温度还要低。这种情况下，塔气进入到催化剂层当中，就会有蜡生成。当合成塔床层处于185摄氏度至215摄氏度之间的时候，出现非常严重的结蜡现象。所以，乙醇生产中要避开这个温度区域。

2.3 甲醇合成结蜡与空速和压力密切相关

甲醇合成的过程中生成烃类的反应是减小体积的反应。高压力环境下，空速增大，合成反应就会倾向于脂肪烃，烃类碳链就会有所增强，就会产生结蜡的现象[2]。

2.4 甲醇合成结蜡与开车停车过于频繁密切相关

开车投料阶段还可以处于正常的操作温度下，此时合成塔低温形成，反应气通过后就会有蜡产生。当车辆停止了，系统还没有彻底置换，就会有氢气和二氧化碳生成，当通过合成塔低温反应区的时候，就会有蜡产生。

3 甲醇合成结蜡的处理措施

结蜡现象的产生，在循环气会有超过0.6%的甲醇含量。平均每年的甲醇消耗量可以达到大约1800吨。所以，采取相应的预防工作是非常必要的。

其一，开车之前要做好吹扫工作，不可以让催化剂层中含有铁质物质。

其二，车辆正常形式状态，容易结蜡的温度为185摄氏度至215摄氏度之间，在进行停车置换的时候要力求彻底。即一氧化碳和二氧化碳的反应要低于0.6%。

其三，对于压力和空速都要严格控制，要求空速要介于每小时8000立方米至10000立方米之间[3]。如果出现严重的结蜡现象，就要停止系统的运行，将蜡清除干净。

将一个蒸汽管加在水冷器壳程上，关闭水冷器上的上水阀和回水阀，之后将蒸汽通入其中，内壁附着的蜡经过高温熔化之后会逐渐流出，实现了清除蜡的效果。在工艺上将这项工艺技术称为“煮蜡”，之后水冷器就又开始冷却。将蜡清除完毕之后，就可以使得稳定甲醇的产量了。

4 结语

综上所述，锅炉给水之后，如果在送入合成汽包之前没有经过预热处理，就会有局部温度在反应床层上产生。如果温度相对比较低，没有催化剂的活性温度高，就必然会增加石蜡的副反应的生成几率，使得结蜡现象产生。所以，对于反应床层温度要采取相应的控制措施，使得空速，使得装置副反应现象发生率减少。

[1]祁生鲁.化学工程师技术全书[M].北京:化学工业出版社，2013：104—109.

[2]黄金钱，刘金辉，仇冬.合成甲醇过程中结蜡的原因及预防处理措施[J].化学工业与工程技术，2016（02）：74—75.

[3]宋维端,肖任坚,房鼎业.甲醇工学[M].北京:化学工业出版社，2016:67—73.