煤制甲醇對下游精細化工產品的影響分析

楊軍

摘 要：甲醇是相當重要的化工原料，其會對下游化工產品帶來影響。文章主要結合實際情況，針對煤制甲醇對下游精細化工產品的影響判定進行了分析。

關鍵詞：煤制甲醇;精細化工產品;影響

中圖分類號：TQ522.6文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）03-011-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.03.005

2016年，某精細化工企業在使用煤制甲醇生產精細化工產品時，發現最終的精細化工產品質量出現異常，最終產品很難達到醫藥級產品需求，只有暫時通過加大回流并采取重復循環精餾模式勉強滿足市場需求，間接造成了人財物的大量消耗。

通過GC-2014毛細管色譜分析，如圖1所示，產品主峰后4.5min出現了不明雜質，且其含量達到了650ppm，這對于醫藥用產品來說是致命的，通過出峰時間可以推斷出該雜質汽化溫度高于目前產品的汽化溫度，物質分子量可能會更大，由于無法定性目標物的成份，暫時通過改變原材料來跟蹤產品質量的變化。

隨著生產的持續推進，為了保證成品合格，大回流，多次精餾，導致塔底的重組分越來越多。到了5月中旬，生產已無法保證產品達到醫藥級水平，統計數據趨勢如圖2所示。

1 從反應工況分析

1.1 硫化氫壓縮機漏油對產品質量的影響

在生產過程中，設備油路泄漏同樣會對產品質量帶來很大的影響。經過現場排查，發現硫化氫壓縮機有漏油帶油的可能性存在。5月28日，將硫化氫壓縮機停運，提高硫化氫解析壓力，將硫化氫氣體經壓縮機旁路直接引入參與反應，通過對停運壓縮機后的分析數據進行對比，發現產品中的雜質含量并未發生任何變化，因此排除壓縮機漏油對亞砜質量的直接影響。

1.2 N—甲基二乙醇胺對產品質量的影響

硫化氫提濃過程需要使用到提純溶液N—甲基二乙醇胺，經吸收、解析后得到高純度的硫化氫氣體，因此N—甲基二乙醇胺品質的好壞，也可能影響硫化氫的提純質量，進一步對產品質量產生影響。針對這個問題，6月2日將純度較低的硫化氫不經過提純系統濃縮，直接和甲醇參與反應，檢測N—甲基二乙醇胺對產品質量的影響，同時對胺液進行了分析，如圖3所示。

停胺液吸收后，將數據進行對比，未發現雜峰含量出現較大幅度改變，胺液分析中也未發現可能影響原材料提純的影響因素，因此可排除胺液對產品質量的影響。

經過對工藝方面進行逐項排除后，并未發現造成產品中雜峰高的原因，因此只能對原材料本身質量進行逐一檢查。

2 使用另一種硫化物和煤制甲醇反應

為了進一步論證原材料的影響，首先將煤制甲醇和另一可取代的硫化物（將硫化氫換成二硫化碳）反應，通過近4天的連續運行，經過雜峰含量比對，改變其中一種原材料后，工況沒有得到有效遏制;相反，雜峰含量還有加劇的趨向。分析認為，改變的這種原材料不是此次產品質量突然發生改變的主要誘因，而有加劇的趨向，進一步證明了雜峰在系統持續累積對分析結果的不確定偏差影響。

由于目標中間產品在所需的反應原材料中，沒有合適的能夠暫時替代甲醇（硫酸二甲酯由于有很大的毒性，考慮到安全及環保等因素，本次沒有使用硫酸二甲酯）作為原材料的條件，因此改變另一原材料的比對試驗暫時中止。

3 對產品委外送檢，對雜質做定性分析

圖4中列出的結果是與NIST譜庫比對給出的結果，NIST譜庫中無該產品甲基乙基譜圖，甲基-2-羥乙基是NIST圖庫給出的較為接近的結構。分析發現，甲基有機產品中出現了乙基取代基，通過原材料及中間環節分析，乙基取代基的源頭成了這次質量控制的關鍵，而原材料中甲醇中并沒有乙基，反應環節中也不會形成乙基，因此，初步判定乙基取代基可能由煤制甲醇中攜帶所致。因此可以判定，在反應化合過程中有乙基取代基參與了反應，初步判斷甲醇中可能含有少量乙醇，所以對近期煤制甲醇進行分析，但分析數據顯示乙醇含量并未超標。為進一步排除甲醇對產品質量的影響，于6月20日從外購置一批天然氣制備的甲醇投入使用。投運后第二天，產品中的雜峰開始下降，第四天下降到正常值水平，雜峰到了200ppm以內，恢復到了以往正常工況水平。通過對天然氣制備甲醇的色譜進行分析，其乙醇含量遠低于煤制甲醇中乙醇的含量。

4 煤制甲醇質量微觀變化誘因查找

通過和煤制甲醇供應商溝通得知，由于近期石油焦比較廉價，為了進一步降低成本，供應商用部分石油焦取代了煤作為原材料，從而導致了產品煤制甲醇質量上細微的變化。這種變化對醫藥的精細后續產品來說影響深遠，通過一個多月來的不斷分析對比，最終取得了突破性進展。為了適應煤制甲醇工況的變化，可在中間產品處設置二次精餾塔，將含乙基的重組份中間產品通過累計后由釜殘排除，徹底解決煤制甲醇對后續精細化工產品質量穩定性的影響。