陳鑫亮

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

甲醇合成工藝過程與操作控制優(yōu)化的分析

陳鑫亮

（中海石油建滔化工有限公司，海南東方 572600）

甲醇屬于化工原料中的重要部分，生產的成本比較低，廣泛應用于化工生產中，可生產與制造甲胺、甲醇與苯二甲酸二甲酯等，涉及到農藥、醫(yī)藥、染料與塑料等領域。現(xiàn)階段，雖然甲醇合成的工藝有差異，但是基本的原理一樣，工藝流程主要為制備原料氣、凈化原料氣、壓縮原料氣、合成甲醇與精餾粗的甲醇。由于甲醇的生產比較特殊，為了提升合成效率，減少生產成本，需要相關人員不斷優(yōu)化甲醇合成的工藝。因此，簡析了中海石油建滔化工有限公司甲醇合成的工藝流程，深入研究甲醇合成的工藝參數(shù)變化對于產量的影響。

甲醇合成工藝；操作控制；優(yōu)化

近幾年，甲醇的應用越來越廣泛，逐漸變成化工生產中優(yōu)質的原料，有著不可替代的作用?，F(xiàn)階段，國外合成甲醇的工藝比較成熟，主要是采取天然氣來制作甲醇，主流工藝如下∶Lurgi、DAVY與Uhde等。如果甲醇技術存在差異，其能耗與消耗就會存在巨大差異，因此，為提升生產的水平，需要相關人員深入分析甲醇的生產工藝，優(yōu)化操作控制的流程，有效解決生產中的一些問題。

1 分析甲醇生產工藝過程

近幾年，國內化工的生產水平不斷提高，且化工生產對于甲醇的需求量日益增加。在2016年甲醇時間增長趨勢比較明顯，市場每噸甲醇年報價高達1 852元，并且呈現(xiàn)出上漲的趨勢，一些地區(qū)一噸甲醇的年報價已經上升到1 940～1 960元。因此以現(xiàn)有工藝為基礎，通過不斷優(yōu)化調整提升甲醇生產能力，可有效的降低消耗，為我公司產品獲得有利的競爭優(yōu)勢。中海石油化學股份有限公司日產2 500t甲醇裝置（以下簡稱本裝置）以天然氣為原料，采用英國DAVY工藝，使用南海產高CO2、高N2含量天然氣為原料，通過預轉化爐和傳統(tǒng)蒸汽轉化爐生產合成氣，再經過壓縮、合成、精餾等工序[1]生產出精甲醇。主要工藝特點為∶

1）采用高含CO2、高N2含量天然氣為原料；2）采用工藝人們燃氣飽和技術處理含醇廢水；

3）采用預轉化爐先對天然氣中的高烴和部分甲烷進行轉化，降低轉化爐的負荷；

4）頂燒式蒸汽轉化爐，轉化管采用恒力彈簧吊架平衡；

6）氫回收系統(tǒng)采用PSA技術；

7）甲醇精餾采用三塔精餾工藝。

2 甲醇生產的流程操作控制優(yōu)化對策

2.1 分析合成裝置的問題

在正常生產情況下，甲醇生產裝置每天生產甲醇超過2 300t，在到達滿負荷時候，每天最高生產的精甲醇超過2 400t，且甲醇質量完全能夠達到100.0%。在催化劑壽命末期，相關合成系統(tǒng)壓力就會逐漸上升至8.6MPa，并且在出口合成的反應器持續(xù)上漲趨勢相對較快，能夠上升至290℃，這時操作空間小，并且在合成的反應中，容易生成各種副產物，導致精餾塔中所產產品參雜氧化物與水等物質，導致生產能耗升高，進而降低了甲醇日生產量[2]。

2.2 甲醇生產參數(shù)對產量的影響

（1）轉化爐出口溫度對反應的影響

工藝氣在混合了蒸汽后，經過對流段盤管預熱后，在催化劑的作用下發(fā)生如下反應∶

1）蒸汽甲烷轉化

印度尼西亞尼(以下簡稱“印尼”)是世界第四人口大國。印尼中央統(tǒng)計局(Badan Pusat Statistik Indonesia)2015年人口普查數(shù)據(jù)顯示，印尼總人口2.549億，主要分布在爪哇島和蘇門答臘島。印尼有1340個民族，爪哇族人口最多，“占總人口的40.1%”[1]。印尼境內有733種民族語言②印尼文教部下屬的語言機構(Badan Bahasa)2017年公布的數(shù)據(jù)。，每個民族的內部交流使用本民族語言。長期以來，在“一個祖國、一個民族、一種語言”的建國理念下，印尼政府認為需要統(tǒng)一的國家語言。

2）水氣變換

第一個反應為強吸熱反應，而第二個反應為放熱反應，總反應為吸熱反應，轉化反應需要的熱量由天然氣和回收的廢氣燃燒供給。

在實際優(yōu)化過程中，采取了3個不同的轉化爐出口溫度，在合成系統(tǒng)工作條件基本不變的情況下，觀察轉化爐出口溫度對產量的影響，見表1。

表1 轉化爐出口溫度對產量的影響

轉化爐出口溫度越高，出口氣殘余甲烷越低，產生的高壓蒸汽越多，在相同出口溫度下，水碳比越高，出口甲烷含量越低，甲醇產量越高。

（2）合成系統(tǒng)壓力的影響∶合成甲醇關鍵在于壓力，高壓力對甲醇合成比較有利，可使甲醇合成反應平衡向右移動。

兩反應都是放熱反應。放出的熱量用于產生工藝蒸汽。

提高合成壓力，可在合成塔溫度平穩(wěn)的情況下有效提高甲醇生產率，通過表2可以看出，產量大約可獲得1%～2%的提高。

表2 合成系統(tǒng)壓力對產量的影響

（3）合成溫度的影響∶可根據(jù)催化劑的使用情況，如果反應沒有達到平衡狀態(tài)，可以采用提高溫度的方法，以提高甲醇產量，但需要注意的是如果反應已經是平衡狀態(tài)，不斷提高溫度，容易縮短了催化劑使用的壽命，降低甲醇生產的效率。

實際優(yōu)化過程分別取了合成溫度3次提升前后的產量對比，見表3。

表3 合成系統(tǒng)溫度對產量的影響

經過數(shù)據(jù)對比可以明顯看出，每次經過提溫后，產量都有一個明顯的提升，基本可以恢復到大約2 400t/d左右。

（4）氫/碳比（H/C）∶在進行甲醇的合成反應時，氫/碳比對于合成反應有著較大影響，而保持合成系統(tǒng)新鮮氣體的CO在低含量水平，能夠保證合成塔床層溫度梯層平滑度，同時可以降低床層溫度，防止催化劑過快失活[3]。

3 結語

積極對甲醇生產的重要參數(shù)進行調控，旨在確保產品質量的同時提高產量。經過不斷改變工況參數(shù)不難看出，甲醇生產中很多因素都會對產量產生影響，并且各種影響因素或自薦存在關聯(lián)性，相互統(tǒng)一又相互獨立。每個工藝環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)控制都需要各參數(shù)兼顧，以保證甲醇產品質量與生產效率滿足相關運行的標準。此外，需要合理、科學使用催化劑，在對合成系統(tǒng)進行提問操作時，需要充分考慮催化劑的壽命，確保在催化劑效果得以發(fā)揮。

總而言之，甲醇屬于關鍵性化工生產的原料，其對工業(yè)的發(fā)展有重要作用，廣泛應用于各行各業(yè)中。伴隨著對于甲醇的需求量不斷增加以及對甲醇生產的質量要求提高，需要越來越重視甲醇生產控制優(yōu)化方式。應用合理優(yōu)化方式，可以在確保甲醇品質的同時提高產能，降低雜質含量。

[1] 鄭弦，吳高杰.甲醇合成回路弛放氣經POX制H2和CO以增產甲醇的工藝[J].煤化工，2016，44（04）∶10-13.

[2] 王健，李會鵬，趙華.K2O/Na2O-SBA-15催化大豆油合成生物柴油工藝條件優(yōu)化[J].石化技術與應用，2014，32（02）∶127-130，134.

[3] 胡國慶，田恒水，王柯.甲醇、多聚甲醛合成聚甲醛二甲醚的工藝研究[J].天然氣化工（C1化學與化工），2016，41（02）∶8-11.

河北武安緊急約談并調度焦化企業(yè)大氣污染防治工作

近日河北武安市領導郭全生在武安市環(huán)保局召開緊急會議，公開約談了華豐煤化電力有限公司、冀中能源邯礦集團金華焦化有限公司、寶燁煤焦化、天煜煤焦化4家企業(yè)，并對金鵬煤化、玉洲煤化、通寶焦化、廣普焦化4家企業(yè)的大氣污染防治工作進行了調度。郭全生指出，當前，我市大氣污染防治形勢依然嚴峻，對大氣污染的治理刻不容緩。各級部門必須要明確任務，壓死責任，以攻堅態(tài)勢做好此項工作。

郭全生強調，焦化行業(yè)是武安市主要污染物排放監(jiān)管的重點，也是大氣污染防治的難點。此次約談的四家企業(yè)在大氣污染防治工作上都存在突出問題，全市各企業(yè)都要引以為戒，深刻反思不足，積極主動整改，要切實發(fā)揮好企業(yè)主體責任，盡快組建一支高素質職業(yè)化的環(huán)保隊伍，夯實環(huán)?；鶎踊A工作。政府層面要嚴格按新《環(huán)保法》的要求，對全市各大企業(yè)的大氣污染防治工作進行進一步的督導檢查。對未按要求建設或運行環(huán)保治理設施的企業(yè)要下狠手、出重拳，采取罰款、約談、停產、刑事追究等一切措施手段，確保排放達標。

據(jù)了解，市迎接環(huán)保部空氣質量專項督查工作安排會議后，武安市立即安排市政府督查室在內的4個市級督查組，對全市所有工業(yè)企業(yè)開展督查，督查發(fā)現(xiàn)，華豐焦化存在責任落實不到位、脫硫治理工程嚴重滯后、在線監(jiān)測設施未安裝、未聯(lián)網等突出問題；金華焦化存在脫硫治理工程滯后、在線未安裝聯(lián)網等問題；寶燁焦化存在脫硫治理工程明顯滯后、在線監(jiān)測設施安裝不規(guī)范等問題；天煜焦化存在脫硫治理工程滯后等問題。

此次會議對這4家企業(yè)沒有嚴格按照河北省、邯鄲市及武安市要求和行業(yè)治理標準，建設或運行環(huán)保治理設施提出嚴厲批評，并決定對其公開媒體曝光，責令4家企業(yè)負責人就整改情況公開表態(tài)。

（摘自∶中國化工信息網）

Analysis of Methanol Synthesis Process and Operation Control Optimization

Chen Xin-liang

Methanol is an important part of chemical raw materials，the production cost is relatively low，widely used in chemical production，can be used to produce and manufacture methylamine，methanol and dimethyl phthalate，involving pesticides，pharmaceuticals，Dyes and plastics and other fields.At this stage，although the process of methanol synthesis are different，but the basic principle，the main process for the preparation of raw materials gas，purify the feed gas，compressed feed gas，synthetic methanol and distillation of crude methanol.As the production of methanol is rather special，in order to enhance the efficiency of production and reduce the cost of production，the relevant personnel need to optimize the process of methanol synthesis.This paper analyzes the technological process of methanol synthesis in our company，and deeply studies the influence of the change of process parameters on methanol production.

methanol synthesis process；operation control；optimization

TQ223.121

B

1003-6490（2017）02-0006-02

2017-01-15

陳鑫亮（1983—），男，遼寧海城人，助理工程師，主要研究方向為甲醇生產技術。