煤化工甲醇合成裝置穩定運行分析與研究

傅海峰

摘? ?要：甲醇屬于工業生產當中的重要原材料，隨著科學技術的不斷發展與革新，目前正被大規模應用于植物農藥、人類藥品等生產環節，從而能夠看出甲醇的高質量、高產量生產的重要意義。文章對當前甲醇合成技術和相關裝置作出討論，希望能為后期裝置建設的技術選擇提供理論依據。

關鍵詞：煤化工;甲醇合成;裝置運行

甲醇是一種分子結構相對簡單的化學物質。通常情況下，甲醇與汽油、柴油等類似，通過燃燒后可以充當燃料。甲醇的合成大多和煤炭以及天然氣有關，我國主要利用煤炭、石油等合成大量甲醇滿足實際的生產需要，而西方發達國家主要采用后者。

1? ? 煤化工甲醇合成技術的介紹

傳統的甲醇生產需要借助高壓工藝來實現，但在與催化劑相互碰撞的過程當中總是會出現各種問題，導致相關設備極其容易損壞。在長期的生產實踐當中，我國逐漸形成了較為成熟的煤化工甲醇合成技術，并不斷學習西方國家的相關技術，例如現階段采用比較先進的生產技術：中壓法。當然，還有一些國家正在努力鉆研低壓的生產手段，不僅能減少生產過程中的能源消耗，同時對生產單位而言，能節省大量的成本投入。像德國、日本以及瑞士等國家均建立了一定數量的化學公司。甲醇的合成離不開合成塔和合成催化劑的共同作用[1]，為了促使我國的甲醇合成技術走向純熟，研究人員應繼續保持研究狀態。

2? ? 煤化工甲醇合成裝置運行的結構與性能要求

就煤化工甲醇合成裝置的結構與性能來說，要求比較嚴格。首先，裝置結構需要相對簡單，也能讓前期的制造、安裝和后期的維修、護理變得簡單易行[2]。其次，合成塔的內部空間需要足夠大，就可以容納更多的催化劑，也能保障氣體在經過催化劑時，二者能充分發生化學反應，從而有效提高甲醇的產量。同時，合成裝置的尺寸要進行合理設計，像道路的條件會直接制約每個內部構件的運輸過程，進而讓其有機組合的難度增大。因此，工程的設計者必須充分考慮這些問題，盡可能減少工程項目投入的資金。另外，煤化工中甲醇的合成過程會釋放大量的熱，裝置需要設計能夠有效轉移熱量的結構，從而使得催化劑和裝置本身的使用壽命有效延長。

3? ? 煤化工甲醇合成裝置穩定運行的建議

甲醇合成裝置在運行當中會不可避免地遇到問題，例如催化劑的使用周期短或者合成塔因熱量無法及時排出影響正常運行等，應不斷優化裝置的生產工藝，促進煤化工甲醇合成裝置的穩定運行。

3.1? 加強對反應器的研究與開發

在經濟全球化的現階段，甲醇合成裝置較多，而我國投入使用的技術和設備基本是從發達國家進口而來，常見的設備有英國的Johnson Matthey甲醇合成塔、Casale合成塔等。據悉，英國的Johnson Matthey合成工藝最為突出的性能為催化劑活性強烈，反應時不會產生過多熱量，同時，整個合成塔主要采用合金制造，價格低廉[3]。但這并不意味著整個生產過程沒有絲毫技術漏洞，其缺點主要體現在動力的消耗大。考慮到我國甲醇生產的現實情況，相關人員應進一步開展對反應器的研究與開發，盡早實現自主生產。

3.2? 改善催化劑的性能

催化劑在煤化工甲醇合成的過程中起著無可替代的重要作用。當前我國的催化劑制備水準已經有了明顯改善，可以說不論是從反應活性還是穩定性上來看，與國外的催化劑沒有很大的區別，但是技術的革新需要不斷地探索，后續應繼續增強開發力度，促使其更加符合現階段的生產需求。比如，催化劑在使用時對溫度有一定要求，在使用的前中期，容易因為甲醇水冷器結蠟，影響換熱器的效果。因此，需要利用科學、有效的方式實現蠟狀物質的消除，讓溫度始終保持在可控范圍內，促使催化劑發揮最大作用。

3.3? 開發新型的甲醇合成工藝

我國一直倡導節能減排，實現資源的有效利用，為社會的可持續發展保駕護航。因此，技術人員需不斷探索，開發新型的甲醇合成工藝，或者將現有的生產工藝與其他生產方式進行合理地結合，讓整個生產過程體現出節能減排的目標[4]。例如在煤產醇的反應之中，思考新的研究方向，像二氧化碳加氫或利用生物發酵等實現甲醇原料的生產，從而將原本有限的煤炭資源節省下來，推進甲醇行業整體的繁榮。

4? ? 結語

甲醇合成裝置的穩定運行與多個因素密切相關，像觸媒裝置就尤為重要，因此需要嚴格控制整個裝置當中的進料速度和比例，防止觸媒失活。總而言之，我國的甲醇行業發展需要強有力的技術支撐，相關人員應加強化工原料、化工設備和新能源的開發工作，讓甲醇的生產效率得以穩步提高。

[參考文獻]

[1]宋全祝.大型甲醇合成塔在煤化工項目中的應用[J].現代化工，2016（5）：133-137.

[2]吳世凱，蔡建.大型煤制甲醇裝置合成單元運行分析和總結[J].煤化工，2018（2）：17-20.

[3]孫晉東.大型煤制烯烴項目甲醇合成工藝比選[J].煤炭加工與綜合利用，2018（4）：1-6，8.

[4]曾詠芳.甲醇合成裝置的優化工藝研究與精細化操作應用[D].上海：華東理工大學，2017.