关键词：甲醇；合成工艺；优化
1甲醇生产工艺流程基本情况
现在，我国在化工领域取得很大成绩，生产水平日益提升，与此同时，对甲醇的需求也不断提高。统计数据表明，2016年该物质需求明显增加，市场每吨产品的价格达到1852元，同时，还在不断提高，许多地区该物质的年报价甚至增加至1950元左右。所以，结合当前具备的相关工艺技术，逐渐进行改进，提高该物质的产能，能够明显减少能耗，为本企业产品获得良好的竞争优势奠定坚实的基础。
某企业甲醇制备设施（日产量为2500t）的主原料是天然气，其中，引入了DAVY技术，以产自南海的天然气（其中的氮气与二氧化氮浓度相对较高）为原材料，利用预转化炉与蒸汽转化炉制备获得气体，在此基础上，利用压缩、合成、精馏等一系列的流程制备获得精甲醇。生产过程中的工艺特点，包括以下几方面：第一，所用的原材料为天然气（其中的氮气与二氧化氮浓度相对较高）；第二，在含醇废水处理过程中引入了燃气饱和技术；第三，使用相应的预转化炉，来处理其中的甲烷与高烃，使它们发生转化，通过这种方式来减小炉的负荷；第四，顶烧式蒸汽转化炉，转化管采用恒力弹簧吊架平衡；第五，氢回收系统中引入了业界先进的PSA技术；第六，使用2部蒸汽发生型径向合成塔，以部分串联的形式进行生产；第七，引入了相应的三塔精馏技术。
2甲醇合成工艺过程
2.1转化流程
由配气间送来的压力不低于(PIC1201)0.4MPa天然气预热器预热至40℃后进入氧化铁脱硫槽(R201A/B)串联进行粗脱硫。粗脱硫后的天然气中硫含量小于25ppm。粗脱硫后的天然气的一部分去转化的转化炉(F301)作为燃料气(PIC1307)。大部分天然气进入天然气压缩机(HI1205)(C201A/B),进行增压。出压缩机的天然气压力为2.5MPa,温度为94℃(实际30℃),送至转化工段作为原料气。增压工序来的原料天然气配入少量合成弛放气(FIC1308),使原料天然气中的氢气含量为3%左右,送至一段炉MF301对流段内的第五组天然气加热盘管加热至(指标380)实际350℃左右,然后去钴钼加氢器MR301,脱硫后的原料天然气分两股,分配比例为(FIC1305)60%。其中60%的一股与汽提塔NT301来的工艺蒸汽,饱和蒸汽,(FIC1315)过热蒸汽混合入FIC314,并调节水碳比为3左右,然后去一段转化炉对流段的第二组混合原料气加热盘管,加热至510℃左右,进入一段转化炉MF301转化管内。经NE306(LIC1303)分水后,去脱盐水加热器NE304,加热入脱氧槽的脱盐水转化气出NE304的温度为58℃左右,在分水后(LIC1304)去最终水冷器E305,冷却至40℃,进入最终水分离器S303将其余的工艺冷凝液分离出来,此时转化气压力约为1.74MPa(PIC1327)送压缩工序。甲醇分离器(S501)出口的气体(压力约为4.80MPa,温度约39℃)大部分返回合压缩机(C401)经加压循环使用。分出一小股作为返氢气去转化工段钴钼加氢用。为防止惰性气体在系统中积累,要连续从系统中排出小部分驰放气,驰放气全部用于转化炉(F301)作燃料。由甲醇分离器(S501)分离出的粗甲醇减压至0.4MPa进入闪蒸槽(V501)闪蒸,以除去粗甲醇中大部分溶解气体,然后送至甲醇储运工段。
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2.2精馏流程
由合成工序(或贮槽区)来的粗甲醇,经稀碱液中和以后,进入粗甲醇换热器NE601,由0.2MPa(A)的低压蒸汽,将进料预热到75℃,进入脱醚塔MT601上部,该塔由原浮阀塔改造为规整填料塔。为萃取蒸馏与甲醇沸点相近的有机杂质,由冷凝液泵P601A/B连续向脱醚塔顶部送入蒸汽冷凝液,流量为进料量的20%左。在此塔将粗甲醇中残余的溶解气体和以一甲醚为代表的低沸物除去,塔顶出来的蒸汽约72℃,先经脱醚塔冷凝器冷至60℃左右,将其大部分甲醇冷凝下来。冷凝液的甲醇进入脱醚塔回流槽V603。甲醇液由脱醚塔回流泵P603A/B送回脱醚塔顶作回流,不凝气经脱醚塔液封槽后高点放空。脱醚塔所需热量由塔底两台并联操作的再沸器提供。一台为原脱醚塔再沸器E602,另一台由原常压塔再沸器E606A改用,两台都采用0.2MPa(A)低压蒸汽加热,蒸汽冷凝液去冷凝水槽MV610。从塔中下部侧线采出的85℃左右异丁基油,进入地下槽NV612,由异丁基油泵P605送出界区,定期进行处理,回收其中的甲醇浓缩后的高级醇出售作燃料。除此之外,工艺上还按精、粗甲醇分类,设置一系列副线,各类贮槽间均可以相互倒槽。装置原设计有200m3的精甲醇槽二个,2000m3精甲醇大槽3个,可贮存13天的产品。工厂另有一套10万吨/年甲醇装置,有3000m3的精甲醇贮槽4个,而且两套装置的精甲醇贮槽已铺设连通管道,以便调运贮量。
3甲醇合成工艺的操作优化方法
3.1甲醇合成工艺参数优化
在我们常用的甲醇合成工艺中，影响合成结果的参数有压力的大小、催化反应剂的温度高低、合成过程中的速率控制、选用的气体、循环比率和碳氢所占比例等等。排在首位的是压力大小，在实际反应环节，压力的高低直接影响着甲醇的产量比，是不容忽视的首要因素。从以往经验来看，压力越大，合成的甲醇的产量越高。第二，催化反应及的温度，从以往的操作经验来看，甲醇反应环节要注意温度的调节，催化反应剂要控制在一个相对较低的范围内，控制阶段要避免反应剂因为温度调节二出现表面结晶影响催化结果。当达到反应平衡后，注意保持低温的状态，以免影响甲醇合成率；相反，未达到反应平衡时，温度适当调高些会有助于甲醇合成。因此，甲醇合成中，催化反应剂的温度控制不容小觑。从气体的组成成分来看，在合成反应环节，发生反应的原材料含量比例对于实际反应的速度有着重要的决定作用，要想提升甲醇合成量，就要严格控制成分比，对于气体中的惰性成分要及时排除，避免影响整个反应结果。
3.2甲醇合成生产设备优化
甲醇合成反应中设备的选择非常重要，反应器的性能参数直接决定着甲醇的合成效果，要充分予以重视。在实际操作过程中，因为合成器的原因，导致反应温度不合规，会直接影响到制作环节中进、出口压力差，一旦压差增加，设备就会出现非正常运转，加剧能源的消耗，降低甲醇产量，从而导致资金成本升高，这样恶性循环还会影响设备的正常运转，增加维护成本。
结论
综上所述,甲醇的合成质量会直接影响到企业的经济效益,因此本文对甲醇合成工艺过程以及优化控制分析进行了简要分析,希望相关企业能够重视甲醇合成环节,提升甲醇品质,这样能够创造更多的社会效益,并帮助企业在激励的市场竞争中站稳脚跟,获得良好发展空间。
参考文献：
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论文作者:刘建军
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：甲醇论文; 工艺论文; 蒸汽论文; 天然气论文; 温度论文; 贮槽论文; 气体论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;