甲醇生产工艺降低鲜气消耗措施

摘要：随着经济的不断发展和进步，环保节能已经成为了当下社会发展的趋势。而甲醇生产工艺作为一种新型的环保节能工艺，已经成为当下应用的趋势。但是，通过实践发现，目前甲醇生产工艺中尚存在一些问题急需我们去解决。文章通过相关文献和相关实验对甲醇生产工艺中降低新鲜气消耗进行了研究和分析，以供参考。

关键词：甲醇生产工艺；新鲜气消耗；问题及措施

1甲醇生产工艺甲醇

作为重要的有机化工产品，是一种有毒、易燃、易爆、无色透明的略带酒精味道的液体。作为有机化工原料和优质燃料，主要用于制造甲醛，醋酸，氯甲烷等多种有机产品，同时也是农药和医药的重要原料[1]。甲醇的生产工艺是在一定条件下，将净化过的氢气、一氧化碳、二氧化碳等一系列原料气压缩到规定范围内的压力值，在温度、触媒等条件下，合成粗甲醇。甲醇在进行一系列合成反应的时候会产生可逆的放热反应，而在这些反应中，甲醇合成公式中的碳氢比例、一氧化碳、二氧化碳的含量多或少都有可能进一步影响整体甲醇的产量，进而就会导致新鲜气的过多消耗。

2甲醇合成公式中的气体成分影响

甲醇的合成公式为2H2O+CO→CH3OH，对甲醇产量造成影响的无非是氢，碳等元素。而在无数的实践操作下，能够看得出来，化学计量的组成并非是最大反应速率时的组成因素，最根本原因是最合适的碳氢比例。要想保证化学物质的反应需求，减少新鲜气的消耗，保证稳定的生产，需要不断地平衡系统的物料含量，而实验得知，碳氢的比例最佳为2.05～2.15[2].2.1碳氢含量对甲醇产量的影响。在甲醇合成的过程中，需要一定的原料气。实验证明，如果氢占碳的含量稍高，就可以有效地避免杂质组分的形成，但是，如果原料气中的碳含量少，氢含量过多，就会造成甲醇的产量减小，与此同时，新鲜气的消耗也会增大。相反，如果氢含量占碳含量比例较小，那么就会造成很多的杂质组分，导致精馏产生很大的压力负担，造成甲醇产量的不稳定，新鲜气的消耗也会因此提升，造成整体的生产不稳定[3]。2.2一氧化碳和二氧化碳对甲醇产量的影响。一氧化碳在已定的原料气含量中，如果一氧化碳的含量随之增加，那么相应的甲醇产量也会随之提高。但是，如果含量超过既定的限度，那么甲醇就会在合成的过程中产生巨大的反应，出现温度过高的情况，而温度过高就会导致合成塔出现温度不受控的情况，最终导致催化剂效果降低，新鲜气消耗过大，甲醇质量降低。如果二氧化碳的含量不多，反而对温度的调节有力，能够激活催化剂的活性，避免催化剂出现结碳现象，如此就可以增加使用的年限。逐渐提升二氧化碳的含量，就会导致氢的消耗提升，而使得甲醇的产量减少，而且，会提高甲醇的含水量，使得甲醇整体质量和浓度出现下滑的现象，最终导致蒸汽的消耗变大，新鲜气的消耗也会提升。

3甲醇生产工艺降低新鲜气消耗的措施

3.1调整一氧化碳、二氧化碳、碳氢比例的数值。甲醇的合成公式众所周知，根据上述的分析也不难得出，甲醇的产量和新鲜气的消耗都与公式中的几种成分密不可分，所以，只有将这几种成分的数值、比例调整到合适的科学的范围之内，才能有效地保证甲醇的质量和浓度，减少新鲜气的消耗。根据一系列实践操作可知，当我们对新鲜气的成分进行更换，更改之后，入塔气也会发生明显的变化，以2h为变化周期，一个调节周期为4h，而在碳氢比例更改之后，从变化起到入塔气的成分发生变化需要0.5h左右。有大量的数据可知，当原料气中的二氧化碳含量控制在5%以下，碳氢比例在2～2.05之间，数值在这范围之内有助于提升甲醇的质量，同时可以帮助新鲜气减少损耗[4]。3.2采用膜分离法。对于甲醇的合成来说，需要进行一定的压缩，而氢气作为合成过程中极为重要的一部分起着非常重要的作用。合成过程中如果能够回收大量的氢气，那么就会提高碳元素的转化率，同时，也能够提升甲醇的产量。不仅如此，甲醇的产量提升也会减少对新鲜气的消耗。而使用膜分离法，就能够有效的对甲醇合成过程中泄露出的氢气进行再次回收，同时通过压缩机再次进行合成塔反应，就能够起到提升氢气回收率的效果。要想从根本上解决甲醇合成过程中泄露出的氢气，减少新鲜气的损耗，提升氢的回收率，可以进行系统的改造和升级。科学技术的不断提高和进步，使得一系列的净化设备出现，我们可以将原本的合成压缩机进行升级改造，变换成能够净化循环的压缩机，通过升压来达到提升回收率的效果。3.3适宜的惰性气体含量。在甲醇合成反应过程中，不仅含有一氧化碳、二氧化碳、氢碳等成分，还有很多的惰性气体，它们虽然不参与合成反应，但是，却在一定程度上影响着催化剂的效果，影响着整体的反应速度和效率。根据大量的实验操作和实际生产经验得出的结论：如果合成反应中出现过多的惰性气体，会导致整体的合成效率变低，消耗的新鲜气也会增加。如果惰性气体减少，也会造成一定的弊端和问题，比如，在合成过程中会导致放空量提升，有效气体会因为惰性气体的减少而消耗过大，产生巨大的损失。所以，一定要找到合适的惰性气体含量数值，才能保证甲醇的生产量，减少新鲜气的消耗。根据一系列实践操作可知，惰性气体需要根据操作的实际情况来判定它的含量，在合成开始反应中使用催化剂的时候，因为催化剂的活性比较高，所以，能够保证惰性气体的含量值较高，但是，随着时间的推移，催化剂的活性也会变弱，惰性气体的含量得不到维持，就会变少，进而就会增加新鲜气的消耗。所以，一定要找到适宜的惰性气体含量，如此才能提升甲醇产量，减少新鲜气的消耗[5]。3.4与时俱进，使用现代化高科技的催化剂。时代在进步，科学技术在不断发展，甲醇生产要想提升产量，减少新鲜气的消耗，那么就必须引进新型科技，将国内外先进技术为我所用。例如，在催化剂的选择上要选择性价比高的。对比国内外催化剂质量，进口催化剂相对来说活性较高，而且使用时间长，产生的副产物也相对较少，能够带来长效的经济效益。近几年我国科学技术水平不断提升，新型催化剂和相应的工艺技术也随之提高，而我们要想不断地减少新鲜气的消耗，提升甲醇的产量，需要与时俱进不断引进新工艺、新技术，以此推动甲醇生产工艺的提升。

4结语

综上所述，为减少新鲜气的消耗，必须提高氢回收率，找到合适的惰性气体含量值，与时俱进采用新型科学技术，才能推动我国甲醇生产工艺的不断进步，推动我国甲醇制造业的不断发展。

参考文献：

[1]聂少春.连续制备苯甲醇工艺的模拟与优化[D].武汉工程大学，2014.

[2]于德玲.甲醇合成工艺的增产、节能、减耗的工程分析和工程实践[D].华东理工大学，2014.

[3]张锐.降低甲醇生产的合成气消耗[J].化工管理，2016,(14):237-238.

[4]梁思远.甲醇的生产工艺及其发展现状[J].能源技术与管理，2017,42(04):156-157.

[5]颜廷昭，白云平.甲醇生产工艺进展[J].石化技术与应用，2000,(02):108-111.

作者:闵祥坤 赵丹 单位:兖矿国宏化工有限责任公司