淺析甲醇合成結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任公司，陜西 延安 727500）

淺析甲醇合成結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任公司，陜西 延安 727500）

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

甲醇合成結蠟；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性。采用低壓法進行合成甲醇，存在著溫度低的特點，而且合成的壓力也比較低，運行成本也相對較低，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，主要是促進劑石蠟的生產。如果嚴重結蠟現象存在，就會導致甲醇水冷器堵塞，如果非常嚴重，就需要停車將所有的蠟清理掉。

1 甲醇合成結蠟所造成的危害

1.1 甲醇合成結蠟會導致甲醇產率降低

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

1.2 設備維修成本由于結蠟而有所增加

結蠟現象的產生，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行狀態，就會使得氣體和液體難以有效分離。甲醇進入到壓縮機循環段，就會有液擊產生，使得壓縮機的使用壽命縮短，由此設備維修成本由于結蠟而有所增加。

2 甲醇合成結蠟的主要原因

2.1 甲醇合成結蠟與鐵元素密切相關

生成甲醇以碳鋼設備為主，在生產的過程中，會產生甲酸和有機酸腐蝕設備，此時就會有鐵質產生，在原料氣中含有一氧化碳，與羰基鐵之間發生反映之后，在催化劑的作用下，就會有脂肪烴生成。隨著催化劑的長時間運行，鐵的積累就會更多，生成的烷烴量就會更多。

2.2 甲醇合成結蠟與合成反應溫度密切相關

低壓甲醇合成中發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，就會使得氫氣和一氧化碳發生反映，促使蠟生。

生成甲醇的時候，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，塔氣進入到催化劑層當中，就會有蠟生成。當合成塔床層處于185攝氏度至215攝氏度之間的時候，出現非常嚴重的結蠟現象。所以，乙醇生產中要避開這個溫度區域。

2.3 甲醇合成結蠟與空速和壓力密切相關

甲醇合成的過程中生成烴類的反應是減小體積的反應。高壓力環境下，空速增大，合成反應就會傾向于脂肪烴，烴類碳鏈就會有所增強，就會產生結蠟的現象[2]。

2.4 甲醇合成結蠟與開車停車過于頻繁密切相關

開車投料階段還可以處于正常的操作溫度下，此時合成塔低溫形成，反應氣通過后就會有蠟產生。當車輛停止了，系統還沒有徹底置換，就會有氫氣和二氧化碳生成，當通過合成塔低溫反應區的時候，就會有蠟產生。

3 甲醇合成結蠟的處理措施

結蠟現象的產生，在循環氣會有超過0.6%的甲醇含量。平均每年的甲醇消耗量可以達到大約1800噸。所以，采取相應的預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物質。

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

其三，對于壓力和空速都要嚴格控制，要求空速要介于每小時8000立方米至10000立方米之間[3]。如果出現嚴重的結蠟現象，就要停止系統的運行，將蠟清除干凈。

將一個蒸汽管加在水冷器殼程上，關閉水冷器上的上水閥和回水閥，之后將蒸汽通入其中，內壁附著的蠟經過高溫熔化之后會逐漸流出，實現了清除蠟的效果。在工藝上將這項工藝技術稱為“煮蠟”，之后水冷器就又開始冷卻。將蠟清除完畢之后，就可以使得穩定甲醇的產量了。

4 結語

綜上所述，鍋爐給水之后，如果在送入合成汽包之前沒有經過預熱處理，就會有局部溫度在反應床層上產生。如果溫度相對比較低，沒有催化劑的活性溫度高，就必然會增加石蠟的副反應的生成幾率，使得結蠟現象產生。所以，對于反應床層溫度要采取相應的控制措施，使得空速，使得裝置副反應現象發生率減少。

[1]祁生魯.化學工程師技術全書[M].北京:化學工業出版社，2013：104—109.

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

[3]宋維端,肖任堅,房鼎業.甲醇工學[M].北京:化學工業出版社，2016:67—73.