甲醇合成的工藝過程分析與操作控制優化問題

白 璽，徐恒彪

（陜西神木化學工業有限公司，陜西神木 719319)

甲醇合成的工藝過程分析與操作控制優化問題

白 璽，徐恒彪

（陜西神木化學工業有限公司，陜西神木 719319)

甲醇作為一種十分重要的工業化學原料，成本較低，在工業應用中十分廣泛。生產甲醇包括原材料的制備、材料氣體的凈化處理，以及壓縮等步驟，經過甲醇的合成，進行粗甲醇精餾等。甲醇的生產具有特殊性，為了使生產的合成效率大大提升，需要對成本進行一定的控制，積極地完善甲醇的生產工藝，對整個生產過程進行一定的優化處理，達到提升甲醇生產技術水平。

甲醇合成；工藝過程；操作控制；優化

1 合成工藝過程分析

我國的化工工業生產的水平較高，在化工生產作業中，甲醇的需求量也相對加大，并連年成增長的趨勢。2016年的甲醇市場報價已經達到1 852元/t，而在局部地區的甲醇報價已經接近了2 000元/t。為了使得當前甲醇的生產技術水平得到提升，生產的效率變大，需要探究甲醇的供求問題，這對于甲醇合成工藝的發展具有至關重要的作用。我國的甲醇生產中往往采用天然氣以及煤炭作為生產原料，主要的生產工藝分為單產甲醇以及聯產甲醇兩種方式。對甲醇的生產工藝進行分析可以發現，其生產的流程相對較大，且整個工藝流程具有較大的復雜性，在生產中所采用的凈化方式不同或者生產所需要的原料不同，則生產的工藝也有所差異。以天然氣作為甲醇工藝生產的技術主要有固定床氣化技術以及氣流床汽化爐技術等。其中生產甲醇采用煤作為原料時，往往使用高壓技術以及催化技術和水電解質氫聯合成氣工藝等。在生產甲醇中，主要包含原料氣的制造，并凈化原料氣，從而合成甲醇并進行精餾處理，而實際的生產工藝過程則需要根據實際的生產情況做出具體的要求[1]。

2 優化控制分析

在進行甲醇的合成過程中，若操作的過程出現問題，將使得催化劑的活性大大降低，粗甲醇中副產物增多，最終導致后續精餾出現產品質量問題，影響最終生產物的合理效率，從而使得甲醇的生產出現一系列的問題。所以，需要對甲醇的合成工藝進行一定的優化和控制。在實際的優化過程中，可以從設備的選擇以及生產工藝中的參數優化等方面入手。而在具體的優化過程中，需要從生產甲醇的設備以及甲醇在生產工藝中的各種參數進行優化兩個方面著手。

1）工藝參數的優化。甲醇生產中的工藝參數較多，其中包含了甲醇的生產壓力條件、生產中催化劑的使用、合成的具體效率以及氣體的組成和循環比等。從壓力參數的方面考慮，在生產甲醇中的高壓以及低壓的參數是不同的，其對于生產的合成效率以及生產的最終產量均有一定的影響，所以，在生產甲醇中，壓力的控制十分關鍵。壓力設置中，高壓更加促進甲醇的生產，實踐證明，甲醇生產工藝中的壓力提升和甲醇的生產效率有正比關系，壓力越大，生產的效率也將越大。所以，在利用生產壓力參數優化生產操作時，往往需要首先對壓力進行充分的考慮，最終達到提升甲醇生產效率的重要目的。此外，生產中的催化劑溫度參數也將影響到甲醇的生產效率。所以，在進行甲醇的生產合成過程中，要對生產中的催化劑溫度進行一定的控制，這樣才能使得生產的效率大大提升。但是，生產中的催化劑溫度不易提升的過大，否則不僅不會達到原先的高產率的影響，還將會導致合成反應受到影響。同時，在對甲醇生產合成的過程中，需要把合成系統中的惰性氣體及時的排出，從而使得生產的速率提升的同時，也會一定程度上增大反應氣體的實際濃度，提升反應的效率。

2）生產設備的優化。為了使得甲醇的合成工藝得到優化，不僅要實現合成參數的優化和處理，還需要實現生產設備的優化和控制，這樣才能使得合成裝置更加滿足生產工藝的實際需要。為了使得最終的合成物甲醇的生產質量達到標準，需要提升產品的品質，從而避免由于生產合成裝置的問題所導致的甲醇產品質量下降的問題。在設備的優化和處理中，需要對合成反應器的性能提升高度重視，若生產合成設備的反應器的溫度低于標準值，則會導致甲醇的合成壓縮機的進出口壓差變大，這會使得反應裝置出現超壓問題，最終導致生產設備的消耗變大，從而使得生產甲醇的成本大大提升，此外，還將使得生產設備的故障率提高。我們在進行生產設備的優化時，要把生產參數的穩定性當做生產的主要標準，并使得反應裝置中的含氣量提升，避免在合成甲醇的反應中出現壓力上漲的問題。所以，可以利用二氧化碳的含量控制，避免其含量的波動而導致催化劑的效果，因此要對催化劑進行一定的保護，最終使得溫度在催化劑活性最佳的范圍內。

3 結語

綜上所述，本文對甲醇的合成工藝過程進行分析，并介紹操作控制的優化問題。甲醇的合成工藝過程中涉及的因素眾多，而生產甲醇的方法雖然較多，但是生產的原理卻是相同的。為了使得甲醇的合成品質提升，并提高在合成甲醇中的最終產量，我們需要首先實現甲醇合成工藝的優化，并從生產的參數出發，對生產甲醇中的所涉及到的壓力、反應器的溫度等參數進行優化設計，使得生產的產率提升。此外，還需要從甲醇的合成工藝出發，最終使生產甲醇的生產裝置被優化。從這兩個方面著手可以使得甲醇合成的工藝水平提升，達到保障甲醇的生產質量、提高生產效率的重要目的。甲醇在我國的工業化生產中具有多領域的應用，為此，必須要提升甲

醇的產量，并使其得到優化，從而增大我國甲醇生產的經濟效益。

[1] 黃瓊.甲醇合成的工藝過程分析與操作控制優化[J].上海：華東理工大學，2014.

Process Analysis and Operation Control Optimization of Methanol Synthesis

Bai Xi，Xu Heng-biao

Methanol，as a very important industrial chemical raw material，has a low cost and is widely used in industrial applications.Methanol is produced by the preparation of raw materials，purification of raw materials and purification，Synthesis，crude methanol distillation and so on.Methanol production is peculiar，in order to greatly enhance the efficiency of production in the production，the need for some cost control，and actively improve the production process of methanol，the whole process of positive production to optimize the treatment to achieve the level of methanol production technology.

methanol synthesis；process；operation control；optimization

TQ223.121

B

1003–6490（2017）11–0003–02

2017–09–08

白璽（1979—），男，陜西榆林人，助理工程師，主要從事甲醇合成工作。