甲醇合成工艺过程与操作控制优化的分析

陈鑫亮

（中海石油建滔化工有限公司，海南东方 572600）

甲醇合成工艺过程与操作控制优化的分析

陈鑫亮

（中海石油建滔化工有限公司，海南东方 572600）

甲醇属于化工原料中的重要部分，生产的成本比较低，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差异，但是基本的原理一样，工艺流程主要为制备原料气、净化原料气、压缩原料气、合成甲醇与精馏粗的甲醇。由于甲醇的生产比较特殊，为了提升合成效率，减少生产成本，需要相关人员不断优化甲醇合成的工艺。因此，简析了中海石油建滔化工有限公司甲醇合成的工艺流程，深入研究甲醇合成的工艺参数变化对于产量的影响。

甲醇合成工艺；操作控制；优化

近几年，甲醇的应用越来越广泛，逐渐变成化工生产中优质的原料，有着不可替代的作用。现阶段，国外合成甲醇的工艺比较成熟，主要是采取天然气来制作甲醇，主流工艺如下∶Lurgi、DAVY与Uhde等。如果甲醇技术存在差异，其能耗与消耗就会存在巨大差异，因此，为提升生产的水平，需要相关人员深入分析甲醇的生产工艺，优化操作控制的流程，有效解决生产中的一些问题。

1 分析甲醇生产工艺过程

近几年，国内化工的生产水平不断提高，且化工生产对于甲醇的需求量日益增加。在2016年甲醇时间增长趋势比较明显，市场每吨甲醇年报价高达1 852元，并且呈现出上涨的趋势，一些地区一吨甲醇的年报价已经上升到1 940～1 960元。因此以现有工艺为基础，通过不断优化调整提升甲醇生产能力，可有效的降低消耗，为我公司产品获得有利的竞争优势。中海石油化学股份有限公司日产2 500t甲醇装置（以下简称本装置）以天然气为原料，采用英国DAVY工艺，使用南海产高CO2、高N2含量天然气为原料，通过预转化炉和传统蒸汽转化炉生产合成气，再经过压缩、合成、精馏等工序[1]生产出精甲醇。主要工艺特点为∶

1）采用高含CO2、高N2含量天然气为原料；2）采用工艺人们燃气饱和技术处理含醇废水；

3）采用预转化炉先对天然气中的高烃和部分甲烷进行转化，降低转化炉的负荷；

4）顶烧式蒸汽转化炉，转化管采用恒力弹簧吊架平衡；

6）氢回收系统采用PSA技术；

7）甲醇精馏采用三塔精馏工艺。

2 甲醇生产的流程操作控制优化对策

2.1 分析合成装置的问题

在正常生产情况下，甲醇生产装置每天生产甲醇超过2 300t，在到达满负荷时候，每天最高生产的精甲醇超过2 400t，且甲醇质量完全能够达到100.0%。在催化剂寿命末期，相关合成系统压力就会逐渐上升至8.6MPa，并且在出口合成的反应器持续上涨趋势相对较快，能够上升至290℃，这时操作空间小，并且在合成的反应中，容易生成各种副产物，导致精馏塔中所产产品参杂氧化物与水等物质，导致生产能耗升高，进而降低了甲醇日生产量[2]。

2.2 甲醇生产参数对产量的影响

（1）转化炉出口温度对反应的影响

工艺气在混合了蒸汽后，经过对流段盘管预热后，在催化剂的作用下发生如下反应∶

1）蒸汽甲烷转化

印度尼西亚尼(以下简称“印尼”)是世界第四人口大国。印尼中央统计局(Badan Pusat Statistik Indonesia)2015年人口普查数据显示，印尼总人口2.549亿，主要分布在爪哇岛和苏门答腊岛。印尼有1340个民族，爪哇族人口最多，“占总人口的40.1%”[1]。印尼境内有733种民族语言②印尼文教部下属的语言机构(Badan Bahasa)2017年公布的数据。，每个民族的内部交流使用本民族语言。长期以来，在“一个祖国、一个民族、一种语言”的建国理念下，印尼政府认为需要统一的国家语言。

2）水气变换

第一个反应为强吸热反应，而第二个反应为放热反应，总反应为吸热反应，转化反应需要的热量由天然气和回收的废气燃烧供给。

在实际优化过程中，采取了3个不同的转化炉出口温度，在合成系统工作条件基本不变的情况下，观察转化炉出口温度对产量的影响，见表1。

表1 转化炉出口温度对产量的影响

转化炉出口温度越高，出口气残余甲烷越低，产生的高压蒸汽越多，在相同出口温度下，水碳比越高，出口甲烷含量越低，甲醇产量越高。

（2）合成系统压力的影响∶合成甲醇关键在于压力，高压力对甲醇合成比较有利，可使甲醇合成反应平衡向右移动。

两反应都是放热反应。放出的热量用于产生工艺蒸汽。

提高合成压力，可在合成塔温度平稳的情况下有效提高甲醇生产率，通过表2可以看出，产量大约可获得1%～2%的提高。

表2 合成系统压力对产量的影响

（3）合成温度的影响∶可根据催化剂的使用情况，如果反应没有达到平衡状态，可以采用提高温度的方法，以提高甲醇产量，但需要注意的是如果反应已经是平衡状态，不断提高温度，容易缩短了催化剂使用的寿命，降低甲醇生产的效率。

实际优化过程分别取了合成温度3次提升前后的产量对比，见表3。

表3 合成系统温度对产量的影响

经过数据对比可以明显看出，每次经过提温后，产量都有一个明显的提升，基本可以恢复到大约2 400t/d左右。

（4）氢/碳比（H/C）∶在进行甲醇的合成反应时，氢/碳比对于合成反应有着较大影响，而保持合成系统新鲜气体的CO在低含量水平，能够保证合成塔床层温度梯层平滑度，同时可以降低床层温度，防止催化剂过快失活[3]。

3 结语

积极对甲醇生产的重要参数进行调控，旨在确保产品质量的同时提高产量。经过不断改变工况参数不难看出，甲醇生产中很多因素都会对产量产生影响，并且各种影响因素或自荐存在关联性，相互统一又相互独立。每个工艺环节的工艺参数控制都需要各参数兼顾，以保证甲醇产品质量与生产效率满足相关运行的标准。此外，需要合理、科学使用催化剂，在对合成系统进行提问操作时，需要充分考虑催化剂的寿命，确保在催化剂效果得以发挥。

总而言之，甲醇属于关键性化工生产的原料，其对工业的发展有重要作用，广泛应用于各行各业中。伴随着对于甲醇的需求量不断增加以及对甲醇生产的质量要求提高，需要越来越重视甲醇生产控制优化方式。应用合理优化方式，可以在确保甲醇品质的同时提高产能，降低杂质含量。

[1] 郑弦，吴高杰.甲醇合成回路弛放气经POX制H2和CO以增产甲醇的工艺[J].煤化工，2016，44（04）∶10-13.

[2] 王健，李会鹏，赵华.K2O/Na2O-SBA-15催化大豆油合成生物柴油工艺条件优化[J].石化技术与应用，2014，32（02）∶127-130，134.

[3] 胡国庆，田恒水，王柯.甲醇、多聚甲醛合成聚甲醛二甲醚的工艺研究[J].天然气化工（C1化学与化工），2016，41（02）∶8-11.

河北武安紧急约谈并调度焦化企业大气污染防治工作

近日河北武安市领导郭全生在武安市环保局召开紧急会议，公开约谈了华丰煤化电力有限公司、冀中能源邯矿集团金华焦化有限公司、宝烨煤焦化、天煜煤焦化4家企业，并对金鹏煤化、玉洲煤化、通宝焦化、广普焦化4家企业的大气污染防治工作进行了调度。郭全生指出，当前，我市大气污染防治形势依然严峻，对大气污染的治理刻不容缓。各级部门必须要明确任务，压死责任，以攻坚态势做好此项工作。

郭全生强调，焦化行业是武安市主要污染物排放监管的重点，也是大气污染防治的难点。此次约谈的四家企业在大气污染防治工作上都存在突出问题，全市各企业都要引以为戒，深刻反思不足，积极主动整改，要切实发挥好企业主体责任，尽快组建一支高素质职业化的环保队伍，夯实环保基层基础工作。政府层面要严格按新《环保法》的要求，对全市各大企业的大气污染防治工作进行进一步的督导检查。对未按要求建设或运行环保治理设施的企业要下狠手、出重拳，采取罚款、约谈、停产、刑事追究等一切措施手段，确保排放达标。

据了解，市迎接环保部空气质量专项督查工作安排会议后，武安市立即安排市政府督查室在内的4个市级督查组，对全市所有工业企业开展督查，督查发现，华丰焦化存在责任落实不到位、脱硫治理工程严重滞后、在线监测设施未安装、未联网等突出问题；金华焦化存在脱硫治理工程滞后、在线未安装联网等问题；宝烨焦化存在脱硫治理工程明显滞后、在线监测设施安装不规范等问题；天煜焦化存在脱硫治理工程滞后等问题。

此次会议对这4家企业没有严格按照河北省、邯郸市及武安市要求和行业治理标准，建设或运行环保治理设施提出严厉批评，并决定对其公开媒体曝光，责令4家企业负责人就整改情况公开表态。

（摘自∶中国化工信息网）

Analysis of Methanol Synthesis Process and Operation Control Optimization

Chen Xin-liang

Methanol is an important part of chemical raw materials，the production cost is relatively low，widely used in chemical production，can be used to produce and manufacture methylamine，methanol and dimethyl phthalate，involving pesticides，pharmaceuticals，Dyes and plastics and other fields.At this stage，although the process of methanol synthesis are different，but the basic principle，the main process for the preparation of raw materials gas，purify the feed gas，compressed feed gas，synthetic methanol and distillation of crude methanol.As the production of methanol is rather special，in order to enhance the efficiency of production and reduce the cost of production，the relevant personnel need to optimize the process of methanol synthesis.This paper analyzes the technological process of methanol synthesis in our company，and deeply studies the influence of the change of process parameters on methanol production.

methanol synthesis process；operation control；optimization

TQ223.121

B

1003-6490（2017）02-0006-02

2017-01-15

陈鑫亮（1983—），男，辽宁海城人，助理工程师，主要研究方向为甲醇生产技术。