甲醇合成工藝中各影響因素的分析

王旭俊

(同煤廣發化學工業有限公司，山西 大同 037001)

1 氫碳比對甲醇合成的影響

甲醇合成塔內存在很多種反應其中有效反應為：

CO+2H2=CH3OH+Q

(1)

CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q

(2)

概念上來說方程式(1)中2分子氫與1分子一氧化碳可以合成一分子的甲醇，所以其氫碳比是2。在生產中變換工序對一氧化碳和氫氣進行轉換時會產生CO2，同時CO2和氫反應也可以生成甲醇，還會存在反應式(2)。在系統中同時存在(1)、(2)兩種反應時，氫碳比計算公式為(H2-CO2)/(CO+CO2)。在日常生產中甲醇合成塔內部一般都維持在一個富氫的環境，系統的氫碳比大約會控制在2.05～2.15間。

2 二氧化碳對甲醇生產的影響

二氧化碳也能參加合成甲醇的反應，其主要作用有：①因為CO2可以參與反應生成甲醇，合成其中含有CO2可以提高粗甲醇的得率；②甲醇脫水反應會生成二甲醚，CO2反應產物有水生成可以減少脫水反應的發生，防止副反應；③CO2合成甲醇反應(2)的反應熱較CO合成反應(1)低，有利于控制合成塔的床層溫度，增加催化劑的壽命；④防止催化劑積炭[1]。但是從反應式(2)中可以看出CO2合成反應對于生成等量的甲醇所需要耗費的氫氣要多同時還會生成水，降低了產品中的醇含量，為后續精餾增加負擔。所以，在催化劑的不同時期CO2的指標控制也會不同。在催化劑使用初期，催化劑的活性好、選擇性高，原料氣中的CO2濃度可以高一些來保持合成甲醇的反應平穩；隨著時間推移，應當逐步降低原料氣中的CO2濃度，來確保合成甲醇反應。對于銅基催化劑的合成工藝，系統原料氣中CO2的百分比一般在3左右。……