甲醇生產(chǎn)工藝降低鮮氣消耗措施

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摘要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和進步，環(huán)保節(jié)能已經(jīng)成為了當下社會發(fā)展的趨勢。而甲醇生產(chǎn)工藝作為一種新型的環(huán)保節(jié)能工藝，已經(jīng)成為當下應(yīng)用的趨勢。但是，通過實踐發(fā)現(xiàn)，目前甲醇生產(chǎn)工藝中尚存在一些問題急需我們?nèi)ソ鉀Q。文章通過相關(guān)文獻和相關(guān)實驗對甲醇生產(chǎn)工藝中降低新鮮氣消耗進行了研究和分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：甲醇生產(chǎn)工藝；新鮮氣消耗；問題及措施

1甲醇生產(chǎn)工藝甲醇

作為重要的有機化工產(chǎn)品，是一種有毒、易燃、易爆、無色透明的略帶酒精味道的液體。作為有機化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料，主要用于制造甲醛，醋酸，氯甲烷等多種有機產(chǎn)品，同時也是農(nóng)藥和醫(yī)藥的重要原料[1]。甲醇的生產(chǎn)工藝是在一定條件下，將凈化過的氫氣、一氧化碳、二氧化碳等一系列原料氣壓縮到規(guī)定范圍內(nèi)的壓力值，在溫度、觸媒等條件下，合成粗甲醇。甲醇在進行一系列合成反應(yīng)的時候會產(chǎn)生可逆的放熱反應(yīng)，而在這些反應(yīng)中，甲醇合成公式中的碳氫比例、一氧化碳、二氧化碳的含量多或少都有可能進一步影響整體甲醇的產(chǎn)量，進而就會導致新鮮氣的過多消耗。

2甲醇合成公式中的氣體成分影響

甲醇的合成公式為2H2O+CO→CH3OH，對甲醇產(chǎn)量造成影響的無非是氫，碳等元素。而在無數(shù)的實踐操作下，能夠看得出來，化學計量的組成并非是最大反應(yīng)速率時的組成因素，最根本原因是最合適的碳氫比例。要想保證化學物質(zhì)的反應(yīng)需求，減少新鮮氣的消耗，保證穩(wěn)定的生產(chǎn)，需要不斷地平衡系統(tǒng)的物料含量，而實驗得知，碳氫的比例最佳為2.05～2.15[2].2.1碳氫含量對甲醇產(chǎn)量的影響。在甲醇合成的過程中，需要一定的原料氣。實驗證明，如果氫占碳的含量稍高，就可以有效地避免雜質(zhì)組分的形成，但是，如果原料氣中的碳含量少，氫含量過多，就會造成甲醇的產(chǎn)量減小，與此同時，新鮮氣的消耗也會增大。相反，如果氫含量占碳含量比例較小，那么就會造成很多的雜質(zhì)組分，導致精餾產(chǎn)生很大的壓力負擔，造成甲醇產(chǎn)量的不穩(wěn)定，新鮮氣的消耗也會因此提升，造成整體的生產(chǎn)不穩(wěn)定[3]。2.2一氧化碳和二氧化碳對甲醇產(chǎn)量的影響。一氧化碳在已定的原料氣含量中，如果一氧化碳的含量隨之增加，那么相應(yīng)的甲醇產(chǎn)量也會隨之提高。但是，如果含量超過既定的限度，那么甲醇就會在合成的過程中產(chǎn)生巨大的反應(yīng)，出現(xiàn)溫度過高的情況，而溫度過高就會導致合成塔出現(xiàn)溫度不受控的情況，最終導致催化劑效果降低，新鮮氣消耗過大，甲醇質(zhì)量降低。如果二氧化碳的含量不多，反而對溫度的調(diào)節(jié)有力，能夠激活催化劑的活性，避免催化劑出現(xiàn)結(jié)碳現(xiàn)象，如此就可以增加使用的年限。逐漸提升二氧化碳的含量，就會導致氫的消耗提升，而使得甲醇的產(chǎn)量減少，而且，會提高甲醇的含水量，使得甲醇整體質(zhì)量和濃度出現(xiàn)下滑的現(xiàn)象，最終導致蒸汽的消耗變大，新鮮氣的消耗也會提升。

3甲醇生產(chǎn)工藝降低新鮮氣消耗的措施

3.1調(diào)整一氧化碳、二氧化碳、碳氫比例的數(shù)值。甲醇的合成公式眾所周知，根據(jù)上述的分析也不難得出，甲醇的產(chǎn)量和新鮮氣的消耗都與公式中的幾種成分密不可分，所以，只有將這幾種成分的數(shù)值、比例調(diào)整到合適的科學的范圍之內(nèi)，才能有效地保證甲醇的質(zhì)量和濃度，減少新鮮氣的消耗。根據(jù)一系列實踐操作可知，當我們對新鮮氣的成分進行更換，更改之后，入塔氣也會發(fā)生明顯的變化，以2h為變化周期，一個調(diào)節(jié)周期為4h，而在碳氫比例更改之后，從變化起到入塔氣的成分發(fā)生變化需要0.5h左右。有大量的數(shù)據(jù)可知，當原料氣中的二氧化碳含量控制在5%以下，碳氫比例在2～2.05之間，數(shù)值在這范圍之內(nèi)有助于提升甲醇的質(zhì)量，同時可以幫助新鮮氣減少損耗[4]。3.2采用膜分離法。對于甲醇的合成來說，需要進行一定的壓縮，而氫氣作為合成過程中極為重要的一部分起著非常重要的作用。合成過程中如果能夠回收大量的氫氣，那么就會提高碳元素的轉(zhuǎn)化率，同時，也能夠提升甲醇的產(chǎn)量。不僅如此，甲醇的產(chǎn)量提升也會減少對新鮮氣的消耗。而使用膜分離法，就能夠有效的對甲醇合成過程中泄露出的氫氣進行再次回收，同時通過壓縮機再次進行合成塔反應(yīng)，就能夠起到提升氫氣回收率的效果。要想從根本上解決甲醇合成過程中泄露出的氫氣，減少新鮮氣的損耗，提升氫的回收率，可以進行系統(tǒng)的改造和升級?？茖W技術(shù)的不斷提高和進步，使得一系列的凈化設(shè)備出現(xiàn)，我們可以將原本的合成壓縮機進行升級改造，變換成能夠凈化循環(huán)的壓縮機，通過升壓來達到提升回收率的效果。3.3適宜的惰性氣體含量。在甲醇合成反應(yīng)過程中，不僅含有一氧化碳、二氧化碳、氫碳等成分，還有很多的惰性氣體，它們雖然不參與合成反應(yīng)，但是，卻在一定程度上影響著催化劑的效果，影響著整體的反應(yīng)速度和效率。根據(jù)大量的實驗操作和實際生產(chǎn)經(jīng)驗得出的結(jié)論：如果合成反應(yīng)中出現(xiàn)過多的惰性氣體，會導致整體的合成效率變低，消耗的新鮮氣也會增加。如果惰性氣體減少，也會造成一定的弊端和問題，比如，在合成過程中會導致放空量提升，有效氣體會因為惰性氣體的減少而消耗過大，產(chǎn)生巨大的損失。所以，一定要找到合適的惰性氣體含量數(shù)值，才能保證甲醇的生產(chǎn)量，減少新鮮氣的消耗。根據(jù)一系列實踐操作可知，惰性氣體需要根據(jù)操作的實際情況來判定它的含量，在合成開始反應(yīng)中使用催化劑的時候，因為催化劑的活性比較高，所以，能夠保證惰性氣體的含量值較高，但是，隨著時間的推移，催化劑的活性也會變?nèi)酰栊詺怏w的含量得不到維持，就會變少，進而就會增加新鮮氣的消耗。所以，一定要找到適宜的惰性氣體含量，如此才能提升甲醇產(chǎn)量，減少新鮮氣的消耗[5]。3.4與時俱進，使用現(xiàn)代化高科技的催化劑。時代在進步，科學技術(shù)在不斷發(fā)展，甲醇生產(chǎn)要想提升產(chǎn)量，減少新鮮氣的消耗，那么就必須引進新型科技，將國內(nèi)外先進技術(shù)為我所用。例如，在催化劑的選擇上要選擇性價比高的。對比國內(nèi)外催化劑質(zhì)量，進口催化劑相對來說活性較高，而且使用時間長，產(chǎn)生的副產(chǎn)物也相對較少，能夠帶來長效的經(jīng)濟效益。近幾年我國科學技術(shù)水平不斷提升，新型催化劑和相應(yīng)的工藝技術(shù)也隨之提高，而我們要想不斷地減少新鮮氣的消耗，提升甲醇的產(chǎn)量，需要與時俱進不斷引進新工藝、新技術(shù)，以此推動甲醇生產(chǎn)工藝的提升。

4結(jié)語

綜上所述，為減少新鮮氣的消耗，必須提高氫回收率，找到合適的惰性氣體含量值，與時俱進采用新型科學技術(shù)，才能推動我國甲醇生產(chǎn)工藝的不斷進步，推動我國甲醇制造業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻：

[1]聶少春.連續(xù)制備苯甲醇工藝的模擬與優(yōu)化[D].武漢工程大學，2014.

[2]于德玲.甲醇合成工藝的增產(chǎn)、節(jié)能、減耗的工程分析和工程實踐[D].華東理工大學，2014.

[3]張銳.降低甲醇生產(chǎn)的合成氣消耗[J].化工管理，2016,(14):237-238.

[4]梁思遠.甲醇的生產(chǎn)工藝及其發(fā)展現(xiàn)狀[J].能源技術(shù)與管理，2017,42(04):156-157.

[5]顏廷昭，白云平.甲醇生產(chǎn)工藝進展[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2000,(02):108-111.

作者:閔祥坤 趙丹 單位:兗礦國宏化工有限責任公司