甲醇合成的工艺过程分析与操作控制优化

甲醇合成的工艺过程分析与操作控制优化

李腾,杜建,陈明刚

联泓（山东）化学有限公司   山东滕州   277527

摘要：可以用煤、天然气作为原料或重油作为原料来合成甲醇。一些欧美国家以天然气为原料合成甲醇，具有一定的优势:这一工艺不再需要投资，同时生产工艺也不污染环境，不涉及副产品，应用前景广阔。但是，中国已经没有天然气资源了，而且石油资源也很紧张，所以煤炭仍然是中国甲醇生产的主要原料。基于此，本文章对甲醇合成的工艺过程分析与操作控制优化进行探讨，以供相关从业人员参考。

关键词：甲醇合成；工艺过程；操作控制；优化

引言

甲醇合成的反应过程主要是在添加催化剂进行综合反应，随后开展可逆操作，相关反应操作十分复杂，通过对一氧化碳实施加氢处理，合成反应后形成甲醇，此反应过程属于放热反应，立足于化学平衡原理，系统分析处于相同温度状态下，随着所承受压力的持续扩大，则KN值相继扩大，对应甲醇平衡产率相继提高。

一、甲醇介绍

甲醇是氢甲基化合物，又称“木醇”和“木醇”，是无色透明挥发性液体，沸点为64.8℃c，熔点为-97.8℃c，易燃点为11.11℃c，可溶于水，可与甲醇主要用于有机甲醇的合成，也可用作原料或燃料。根据生产和使用要求，一些企业还与其他物质合成甲醇，生产甲醇蛋白质、甲醛、醋酸、二甲醚、烯烃、氯甲烷、碳酸二甲酯和。

二、甲醇合成的工艺过程分析

（一）甲醇合成系统问题

为了进一步提高甲醇合成产量，在原甲醇合成塔的基础上增设了平行甲醇合成塔，同时降低了甲醇生产成本。实践证明，系统中CO和CO2的转化率与新型甲醇合成塔并行显着提高，导致循环气体中CO和CO2含量显着下降，有时低于2%。循环气体中co和CO2含量的减少导致复合塔中的H2过剩，导致复合塔中的碳含量和氢含量严重失衡，最终严重影响了甲醇的生产。

（二）潜在危害类型

火灾和爆炸疾病是由爆炸性混合引起的，在生产碳水化合物方面具有高温和高电压，包括CO、H2、甲醇和硫等燃料，在工艺、管道泄漏引起火灾时，或在发生火灾时，可能引起火灾和爆炸。甲醇的生产主要涉及有毒污染物，如CO、H2S、甲醇等，如果储存和处理不当，或发生事故，可能导致该地区毒素浓度急剧增加，从而有可能通过吸附剂、错误营养和皮肤吸收对人体产生不同程度的影响。3 .胆固醇工厂可能出现更频繁的生产周期，例如高燃烧风险燃烧、锅炉、热水器、热水密封及其热装置、水表化学燃烧、NaOH和热水蒸汽、锅炉等燃烧和散热器燃烧、气体燃烧和电气燃烧、低温。

三、甲醇合成的工艺过程与操作控制优化的措施

（一）工艺参数优化

催化反应中所用溶剂含量、反应压力大小以及反应气体、碳氢容量、循环比、合成速度等都会对最终合成效果产生直接影响。压力属于其中最为重要元素，在反应中，压力大小会直接影响甲醇产量，随着压力扩大，则甲醇产量相继增加。除此之外，催化反应温度同样会影响甲醇合成工艺，因此反应阶段需要合理控制催化反应剂用量，避免因为温度过高使得表层产生结晶现象，影响最终催化反应结果。其中需要额外注意对催化剂温度实施合理调整，可以优化甲醇合成率，但如果温度存在较大波动，会对合成结果产生负面影响。参与反应气体是会影响工艺参数核心元素，全面优化改进生产工艺参数，需要及时放出惰性气体，增强甲醇浓度。

（二）合成反应温度的选择

甲醇反应的合成是可逆的放热反应，因此，控制温度是非常重要的因素。下降温度有利于平衡，但不利于反应速率。反应温度也是色谱柱总热平衡的首要目标。当合成塔中的温度稳守时，在该温度下合成甲醇的反应热与气流带走的热量平衡。为了坚持这种平衡，反应温度必须要与压力、空速、进料气体的组成等有关。随着催化剂老化，转化率逐步下降，反应释放的热量逐步削减。为了坚持热量平衡，不改变空速，削减热量的去除，即添加反应温度以促进转化率。

（三）加强甲醇合成期间的循环利用

为了保证甲醇合成达到节能降耗的发展目标，必须积极提升资源利用效率，力求达到循环使用的目标。近年来，化工企业的能耗问题已经逐步成为了社会热点问题，必须积极探寻可替代资源、或者进行循环利用处理，从而达到降低资源使用量的发展目标，逐步提升利用率。这也是提升化工企业经济效益的主要手段。并在此基础之上，逐步降低企业的成本支出、达到企业顺利发展的目标。化工企业的规模越来越大，对应的生产工艺也必须逐步完善。循环生产模式已经在诸多企业中有所应用，具有较大的发展空间。

（四）控制进料比例

合理控制供料比例，可以延长触媒活动，提高甲醇合成塔整体运行稳定性，对产品质量的提高有重要影响。在正常情况下，新鲜原料气体中氢与碳的比例为2.05-2.15，而合成工艺中氢与碳的比例约为4.5。根据此值，功率比可以合理控制。上述分析表明，在最初使用媒体时，它们的活动更好，加工能力更强，因此必须降低合成塔的碳吸收率，但不应低估这一点，否则会加剧二次反应，直接影响媒体活动，导致质量下降在催化剂的最后使用期间，其活性将继续下降，届时必须提高碳比例，确保催化剂具有足够的转换能力，增加原料气体中的氢含量，从而有助于防止硫化氢中毒。

（五）危险和防护的方案考虑

在化工工艺的设计环节中，相关人员首先需要考虑的一个重要内容就是有关于设计的危险以及防护方案。通过对此类内容的探讨以及制定，能够从很大程度上提高了整体设计的安全性以及稳定性。在实际的设计环节中，需要先分析生产工艺环节中包含的危险因素。不同的化工企业自身所存在的危险因素可能会有所不同，因此需要企业根据自身的实际情况来对危险因素进行分析，以此来制定出一套适合自身并且具有充分安全性的设计方案。例如，设计人员需要先着手调查自身企业的具体情况，可以通过问卷调查或者查阅资料的手段来找出其中的危险因素，同时也可以根据自己在企业中的日常工作经验来进行危险因素的判断。后续则是需要对企业开发、生产化学材料过程之中所存在的不足之处进行分析，对操作人员的生产以及工作行为是否规范等进行观察和分析，以此来更加全面、完整地找出危险因素。

（六）组织工作的规程

甲醇合成设备组织工作规程是一个系统性的过程，具有一定的难度，因此，必须注重秩序和规则，保障每一个环节都落实到位。在实际的工作过程中，必须进一步加大生产管理工作，建立分层制的责任追查制度，确切落实到每一个环节和每一个步骤，并由各级进行审查核实。与此同时，还需要建立相应的报备和资料云端上传制度，从而达到及时查验、及时整改的目的。

结束语

综上所述，社会经济的快速发展带动了甲醇合成工艺水平的提升，但不可否认，能耗问题仍较为严重，为了带动社会经济的稳定进步，必须充分考虑各个企业的特点，查找能耗源头并及时处理。甲醇作为化学生产领域和精细化工领域中基础材料，在日常生活和工农生产领域具有较高利用率。立足于整个社会发展大环境分析，甲醇合成越加成熟，进一步扩展基础化学领域中对于甲醇材料的应用，当下工艺技术无法进一步满足市场发展需求，为此需要全面优化设计甲醇合成工艺，改善甲醇产品质量，优化产品性能，减少杂质含量。

参考文献

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