煤化工甲醇合成装置稳定运行分析与研究

傅海峰

摘   要：甲醇属于工业生产当中的重要原材料，随着科学技术的不断发展与革新，目前正被大规模应用于植物农药、人类药品等生产环节，从而能够看出甲醇的高质量、高产量生产的重要意义。文章对当前甲醇合成技术和相关装置作出讨论，希望能为后期装置建设的技术选择提供理论依据。

关键词：煤化工;甲醇合成;装置运行

甲醇是一种分子结构相对简单的化学物质。通常情况下，甲醇与汽油、柴油等类似，通过燃烧后可以充当燃料。甲醇的合成大多和煤炭以及天然气有关，我国主要利用煤炭、石油等合成大量甲醇满足实际的生产需要，而西方发达国家主要采用后者。

1    煤化工甲醇合成技术的介绍

传统的甲醇生产需要借助高压工艺来实现，但在与催化剂相互碰撞的过程当中总是会出现各种问题，导致相关设备极其容易损坏。在长期的生产实践当中，我国逐渐形成了较为成熟的煤化工甲醇合成技术，并不断学习西方国家的相关技术，例如现阶段采用比较先进的生产技术：中压法。当然，还有一些国家正在努力钻研低压的生产手段，不仅能减少生产过程中的能源消耗，同时对生产单位而言，能节省大量的成本投入。像德国、日本以及瑞士等国家均建立了一定数量的化学公司。甲醇的合成离不开合成塔和合成催化剂的共同作用[1]，为了促使我国的甲醇合成技术走向纯熟，研究人员应继续保持研究状态。

2    煤化工甲醇合成装置运行的结构与性能要求

就煤化工甲醇合成装置的结构与性能来说，要求比较严格。首先，装置结构需要相对简单，也能让前期的制造、安装和后期的维修、护理变得简单易行[2]。其次，合成塔的内部空间需要足够大，就可以容纳更多的催化剂，也能保障气体在经过催化剂时，二者能充分发生化学反应，从而有效提高甲醇的產量。同时，合成装置的尺寸要进行合理设计，像道路的条件会直接制约每个内部构件的运输过程，进而让其有机组合的难度增大。因此，工程的设计者必须充分考虑这些问题，尽可能减少工程项目投入的资金。另外，煤化工中甲醇的合成过程会释放大量的热，装置需要设计能够有效转移热量的结构，从而使得催化剂和装置本身的使用寿命有效延长。

3    煤化工甲醇合成装置稳定运行的建议

甲醇合成装置在运行当中会不可避免地遇到问题，例如催化剂的使用周期短或者合成塔因热量无法及时排出影响正常运行等，应不断优化装置的生产工艺，促进煤化工甲醇合成装置的稳定运行。

3.1  加强对反应器的研究与开发

在经济全球化的现阶段，甲醇合成装置较多，而我国投入使用的技术和设备基本是从发达国家进口而来，常见的设备有英国的Johnson Matthey甲醇合成塔、Casale合成塔等。据悉，英国的Johnson Matthey合成工艺最为突出的性能为催化剂活性强烈，反应时不会产生过多热量，同时，整个合成塔主要采用合金制造，价格低廉[3]。但这并不意味着整个生产过程没有丝毫技术漏洞，其缺点主要体现在动力的消耗大。考虑到我国甲醇生产的现实情况，相关人员应进一步开展对反应器的研究与开发，尽早实现自主生产。

3.2  改善催化剂的性能

催化剂在煤化工甲醇合成的过程中起着无可替代的重要作用。当前我国的催化剂制备水准已经有了明显改善，可以说不论是从反应活性还是稳定性上来看，与国外的催化剂没有很大的区别，但是技术的革新需要不断地探索，后续应继续增强开发力度，促使其更加符合现阶段的生产需求。比如，催化剂在使用时对温度有一定要求，在使用的前中期，容易因为甲醇水冷器结蜡，影响换热器的效果。因此，需要利用科学、有效的方式实现蜡状物质的消除，让温度始终保持在可控范围内，促使催化剂发挥最大作用。

3.3  开发新型的甲醇合成工艺

我国一直倡导节能减排，实现资源的有效利用，为社会的可持续发展保驾护航。因此，技术人员需不断探索，开发新型的甲醇合成工艺，或者将现有的生产工艺与其他生产方式进行合理地结合，让整个生产过程体现出节能减排的目标[4]。例如在煤产醇的反应之中，思考新的研究方向，像二氧化碳加氢或利用生物发酵等实现甲醇原料的生产，从而将原本有限的煤炭资源节省下来，推进甲醇行业整体的繁荣。

4    结语

甲醇合成装置的稳定运行与多个因素密切相关，像触媒装置就尤为重要，因此需要严格控制整个装置当中的进料速度和比例，防止触媒失活。总而言之，我国的甲醇行业发展需要强有力的技术支撑，相关人员应加强化工原料、化工设备和新能源的开发工作，让甲醇的生产效率得以稳步提高。

[参考文献]

[1]宋全祝.大型甲醇合成塔在煤化工项目中的应用[J].现代化工，2016（5）：133-137.

[2]吴世凯，蔡建.大型煤制甲醇装置合成单元运行分析和总结[J].煤化工，2018（2）：17-20.

[3]孙晋东.大型煤制烯烃项目甲醇合成工艺比选[J].煤炭加工与综合利用，2018（4）：1-6，8.

[4]曾咏芳.甲醇合成装置的优化工艺研究与精细化操作应用[D].上海：华东理工大学，2017.