屈振軍 賀泉泉（陜西延長石油延安能源化工有限責(zé)任公司，陜西 延安 727500）

淺析甲醇合成結(jié)蠟的原因及處理措施

屈振軍 賀泉泉（陜西延長石油延安能源化工有限責(zé)任公司，陜西 延安 727500）

生產(chǎn)甲醇的過程中采用銅基催化劑，就會(huì)生成石蠟。如果結(jié)蠟非常嚴(yán)重的情況下，就會(huì)導(dǎo)致甲醇水冷器堵塞，甲醇分離器也會(huì)產(chǎn)生阻塞的問題，甚至需要停車將蠟清理掉。本論文針對甲醇合成結(jié)蠟的原因及處理措施展開研究。

甲醇合成結(jié)蠟；原因；處理措施

合成甲醇的方法主要包括兩種，第一種為低壓法，第二種為高壓法。選擇甲醇催化劑與甲醇合成的方法存在著相關(guān)性。采用低壓法進(jìn)行合成甲醇，存在著溫度低的特點(diǎn)，而且合成的壓力也比較低，運(yùn)行成本也相對較低，使得高壓法被逐漸取代。合成甲醇催化劑的過程中采用低壓法，主要采用的催化劑就是銅基，常用的銅基為：C301、NC307、C307等等。在使用銅基催化劑的過程中，主要是促進(jìn)劑石蠟的生產(chǎn)。如果嚴(yán)重結(jié)蠟現(xiàn)象存在，就會(huì)導(dǎo)致甲醇水冷器堵塞，如果非常嚴(yán)重，就需要停車將所有的蠟清理掉。

1 甲醇合成結(jié)蠟所造成的危害

1.1 甲醇合成結(jié)蠟會(huì)導(dǎo)致甲醇產(chǎn)率降低

水冷器和甲醇分離器的位置容易有結(jié)蠟現(xiàn)象，通過觀察水冷器就可以發(fā)現(xiàn)，水冷器的冷卻效果會(huì)由于結(jié)蠟現(xiàn)象而降低。由于水冷器中的出塔氣沒有得到充分冷卻，就使得出塔氣進(jìn)入分離器當(dāng)中之后不會(huì)完全分離，少量的甲醇會(huì)伴隨著循環(huán)氣釋放出來，大約含量為0.5%[1]。循環(huán)氣含有一定量的甲醇，隨著循環(huán)氣返回塔中，聚會(huì)惡化了反應(yīng)，就容易有高級(jí)醇生成，對一氧化碳的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生不良影響。

1.2 設(shè)備維修成本由于結(jié)蠟而有所增加

結(jié)蠟現(xiàn)象的產(chǎn)生，使得水冷器的溫度過高，加之甲醇分離器沒有處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，就會(huì)使得氣體和液體難以有效分離。甲醇進(jìn)入到壓縮機(jī)循環(huán)段，就會(huì)有液擊產(chǎn)生，使得壓縮機(jī)的使用壽命縮短，由此設(shè)備維修成本由于結(jié)蠟而有所增加。

2 甲醇合成結(jié)蠟的主要原因

2.1 甲醇合成結(jié)蠟與鐵元素密切相關(guān)

生成甲醇以碳鋼設(shè)備為主，在生產(chǎn)的過程中，會(huì)產(chǎn)生甲酸和有機(jī)酸腐蝕設(shè)備，此時(shí)就會(huì)有鐵質(zhì)產(chǎn)生，在原料氣中含有一氧化碳，與羰基鐵之間發(fā)生反映之后，在催化劑的作用下，就會(huì)有脂肪烴生成。隨著催化劑的長時(shí)間運(yùn)行，鐵的積累就會(huì)更多，生成的烷烴量就會(huì)更多。

2.2 甲醇合成結(jié)蠟與合成反應(yīng)溫度密切相關(guān)

低壓甲醇合成中發(fā)揮作用的催化劑是氧化鋅、氧化鈉、三氧化二鋁、氧化銅等等。銅基催化劑的過程中，納和鋁在一定的壓力和溫度下，就會(huì)使得氫氣和一氧化碳發(fā)生反映，促使蠟生。

生成甲醇的時(shí)候，塔床層溫度低，甚至比催化劑的活性溫度還要低。這種情況下，塔氣進(jìn)入到催化劑層當(dāng)中，就會(huì)有蠟生成。當(dāng)合成塔床層處于185攝氏度至215攝氏度之間的時(shí)候，出現(xiàn)非常嚴(yán)重的結(jié)蠟現(xiàn)象。所以，乙醇生產(chǎn)中要避開這個(gè)溫度區(qū)域。

2.3 甲醇合成結(jié)蠟與空速和壓力密切相關(guān)

甲醇合成的過程中生成烴類的反應(yīng)是減小體積的反應(yīng)。高壓力環(huán)境下，空速增大，合成反應(yīng)就會(huì)傾向于脂肪烴，烴類碳鏈就會(huì)有所增強(qiáng)，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)蠟的現(xiàn)象[2]。

2.4 甲醇合成結(jié)蠟與開車停車過于頻繁密切相關(guān)

開車投料階段還可以處于正常的操作溫度下，此時(shí)合成塔低溫形成，反應(yīng)氣通過后就會(huì)有蠟產(chǎn)生。當(dāng)車輛停止了，系統(tǒng)還沒有徹底置換，就會(huì)有氫氣和二氧化碳生成，當(dāng)通過合成塔低溫反應(yīng)區(qū)的時(shí)候，就會(huì)有蠟產(chǎn)生。

3 甲醇合成結(jié)蠟的處理措施

結(jié)蠟現(xiàn)象的產(chǎn)生，在循環(huán)氣會(huì)有超過0.6%的甲醇含量。平均每年的甲醇消耗量可以達(dá)到大約1800噸。所以，采取相應(yīng)的預(yù)防工作是非常必要的。

其一，開車之前要做好吹掃工作，不可以讓催化劑層中含有鐵質(zhì)物質(zhì)。

其二，車輛正常形式狀態(tài)，容易結(jié)蠟的溫度為185攝氏度至215攝氏度之間，在進(jìn)行停車置換的時(shí)候要力求徹底。即一氧化碳和二氧化碳的反應(yīng)要低于0.6%。

其三，對于壓力和空速都要嚴(yán)格控制，要求空速要介于每小時(shí)8000立方米至10000立方米之間[3]。如果出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)蠟現(xiàn)象，就要停止系統(tǒng)的運(yùn)行，將蠟清除干凈。

將一個(gè)蒸汽管加在水冷器殼程上，關(guān)閉水冷器上的上水閥和回水閥，之后將蒸汽通入其中，內(nèi)壁附著的蠟經(jīng)過高溫熔化之后會(huì)逐漸流出，實(shí)現(xiàn)了清除蠟的效果。在工藝上將這項(xiàng)工藝技術(shù)稱為“煮蠟”，之后水冷器就又開始冷卻。將蠟清除完畢之后，就可以使得穩(wěn)定甲醇的產(chǎn)量了。

4 結(jié)語

綜上所述，鍋爐給水之后，如果在送入合成汽包之前沒有經(jīng)過預(yù)熱處理，就會(huì)有局部溫度在反應(yīng)床層上產(chǎn)生。如果溫度相對比較低，沒有催化劑的活性溫度高，就必然會(huì)增加石蠟的副反應(yīng)的生成幾率，使得結(jié)蠟現(xiàn)象產(chǎn)生。所以，對于反應(yīng)床層溫度要采取相應(yīng)的控制措施，使得空速，使得裝置副反應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生率減少。

[1]祁生魯.化學(xué)工程師技術(shù)全書[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2013：104—109.

[2]黃金錢，劉金輝，仇冬.合成甲醇過程中結(jié)蠟的原因及預(yù)防處理措施[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2016（02）：74—75.

[3]宋維端,肖任堅(jiān),房鼎業(yè).甲醇工學(xué)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2016:67—73.