甲醇生产工艺研究

摘 要：本文介绍了几种甲醇生产工艺，同时总结了甲醇生产中的一些常见问题。

关键词：甲醇 生产 工艺

甲醇在基础有机化工原料中占有重要地位，世界总产量列举第四位，作为世界重要的大宗化工制品，今年来产量不断增加，极具市场潜力，我国作为化工大国，甲醇生产原料储备丰富，在国家市场上占有较大份额。甲醇的主要用途有生产甲醛进而参与人造树脂，油漆，农药，药物等产品生产，同时也是很好的有机溶剂和燃料。

甲醇合成的主要原料是CO、CO2、H2等，上个世纪50年代以前，甲醇的制造原料主要以煤炭为主，之后由于天然气生产技术的成熟和大量开采，天然气成为甲醇的主要上游物，近年来，随着石油，天然气，煤炭等不可再生资源的逐渐枯竭，甲醇的制造工艺向着植物组织等可再生资源发展。甲醇新型合成技术在新世纪成为了世界化工研究的热点。

一、液相合成技术

目前工业化的甲醇工艺多用气相法，但它存在着几个致命缺点：单程转化率较低；反应气体的惰性组分具有较强的累积效应，新鲜原料气中杂志含量过高。从上世纪80年代之后，国际上甲醇合成工艺研究开发的重点开始向液相法转移。液相法运用热容高和导热系数大的长链烃类化合物，实现了甲醇的合成反应在等温条件下进行的目的，同时分散在液相介质中的催化剂的比表面积非常大，反应过程速度得以提高，同时降低了反应温度与压力。

二、生物质秸秆气合成甲醇工艺研究

近年来，由于化石燃料的大量使用，造成了全球性的严重污染环境。化石逐渐燃料匿乏，据需开发新型可再生低无污染的化工原料。生物原料作为高效廉价的太阳能浓缩储存物具有很大的开发价值，当今世界高科技的成果实现了使其转变为高品质甲醇的目标。从农村能源开发，环境保护等多个方面来说，生物质能源的转变都是一项重大的课题。所以，我国对生物质的综合利用的研究有着及其巨大的社会与经济效益。

针对气化过程，对气化炉进行选择时，必须考虑到循环流化床与气化反应器对于优质的秸秆气产出效率。由于设备投资大，生产成本较高。并不适合我国基本国情。对玉米秸秆发热量和秸秆气成份的定量分析的结果表明，秸秆气中氢气大约占12.5%，同时CO、CO2的比例为15 %、12%，氢碳比不能达到化学反应的需求。55%的氮气和1.4%的甲烷，对合成反应来说是惰性气体，对反应不利。可以采用变压吸附的方法和变换脱碳等方法来调整氢碳比例。一般采用配氢的方法来实现氢碳比的调节。同时秸秆气中还含有少量的焦油、硫化物、氧气等物质可以造成合成反应的铜基催化剂失活。本文对秸秆气进行脱硫、脱氧、除焦等实验研究。最后得到优质的秸秆合成气。

三、焦化干气工艺

焦化装置的焦化干气经压缩机提压后，制备氢装置的预处理部分实施单乙醇胺湿法去硫处理，然后再用干法脱硫进行二次气体硫脱，与水蒸汽等共同入转化炉开始反应，完成甲烷转化反应制得标准的合成甲醇原料气，再用压缩机增压后导入管壳式反应器中，生成的甲醇出产物经冷凝分离后导入精馏系统，经三塔精馏制得合格的精甲醇，含醇废水经汽提塔回收甲醇后进入污水装置系统处理，合成部分弛放气经变压吸附提氢后氢气去加氢装置。如果发生紧急情况，例如停电、焦化干气故障、停压缩机等，比较容易引发事故，为避免催化剂氧化，应及时开循环机，配入合格氢气等，而这时可能全厂均停电，不能及时提供合格氢气，有时需紧急停炉；停进料时需要降温至小于600℃等待即可，可以不再启动循环机等，恢复供电和焦化干气恢复正常后，可以直接提高温度进料，也可以运用干法脱硫后焦化干气实施还原不需清洗重，这样的处置在简化了事故处理步骤的同时有减少发生事故的可能性，又节约了大量专门还原的时间。

四、大型煤制甲醇工艺的改进

煤炭为原料生产甲醇的工艺过程包括气体的分离纯化、煤气化、CO的变换、合成气体的净化、甲醇合成与精馏等工艺环节。以年产200万吨煤制甲醇装置为例，主要围绕水煤浆制甲醇工艺过程的中CO变换、合成气体净化与甲醇合成3个工序，同时建立数学模型，通过模拟计算，研究分析了流程配置、热回收技术、工艺参数和主要设备规模，并进行了优化性分析。通过热力学和动力学模拟实验，研究了变换工序的流程设置、催化剂装填量和催化剂在反应个时期期时调节一氧化碳总变换量的手段，笔者认为煤制甲醇装置可以通过改变变换气气量有效调节一氧化碳的总变换量，变换反应器的催化剂装填量可相对较少。利用流程模拟和夹点技术对水煤浆制甲醇装置变换工序的余热利用进行了模拟计算与分析，结果显示，在高温位区域传热温差较大，在低温位区域传热温差较小；提高变换反应器入口气体温度，使出变换反应器内的反应温度达到500°C左右，可此时高温区域的传热温差变小，但仍远远大于全网络的最小传热温差；反应器内的热点温度在几种主要耐硫变换催化剂的最高使用温度之下；副产高压蒸汽时增加的主要投资是变换炉的造价增加以及后续余热回收的换热设备投资增加，可在2年内回收。

五、结语

综上所述，在制造甲醇的原料方面，我国煤炭，天然气，农作物秸秆等资源都比较丰富，这位我国大力发展甲醛制造工艺提供了雄厚的物质基础，但是应该看到，我国甲醛生产工艺还存在着科研历史短，科技含量低，污染严重，废料废气处理能力差等问题，我国的科研机构和大型化工企业应该抓住时机开发新原料新工艺，大力开发植物等可再生原料生产技术。优化国内甲醇制造企业的产业模式，根据世界市场走向及时调整产业，战略争取使我国甲醇生产技术后来居上，在国际竞争中处于领先地位。

参考文献

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