甲醇合成工艺的增产、节能、减耗的工程分析和工程实践.pdf

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1、甲醇合成工艺的增产◆节能◆减耗的工程分析和工程实践程洁徐英达(东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024)摘要：甲醇是一种重要的基础化工原料，被广泛应用在燃料、塑料、涂料、医药以及人工合成橡胶领域。我国主要以煤炭作为甲醇的生产原料，煤制甲醇工艺的研发也是当前和未来一定时期内的技术研究重点。本文以下通过对甲醇合成工艺在增产、节能、减耗等方面的工程分析，提出工程实践应用建议。关键词：甲醇合成；工艺研究；增产节能；工程实践；工程分析截止到2010年，我国已迈入世界甲醇生产大国的行列，同时也是甲醇原料消耗大国。国内的甲醇产量和使

2、用量都已成为世界第一。作为一种基础的化工材料，甲醇的应用十分广泛。尤其随着现代化工产业、材料产业和汽车工业的不断发展，甲醇在化工原料、新型材料以及可替代性能源方面表现出较大的优势。从发展历程上来说，我国的甲醇工业起源于上世纪60年代，这一阶段中主要利用国外技术进行摸索，在上世纪70年代实现了合成氨联产甲醇的自主工艺，随后在市场经济体制下繁荣发展；“十二五”期间我国明确了甲醇燃料的战略地位，产品的生产从研发型进入集约型，即在追求高产量、高品质和高效益的同时，开始关注节能、减排等需求。1我国甲醇合成工艺现状分析20世纪30年代，

3、德国最先开始甲醇工艺的研究开发，通过高压、高温和催化剂共同作用，实现甲醇的工业化量级生产。这其中催化剂扮演了重要的角色。催化剂本身作为一种材料，是整个工艺思想中变化性最大的，也是提升空间最大的。这一工艺思想至今仍在沿用，并且取得了较大进步。可以说，甲醇合成工艺流程的类型虽然很多，但是新工艺的出现和发展，必然是伴随着催化剂的研发新技术产生的。从早期的锌铬催化剂到目前的高活性铜基催化剂，均成为甲醇合成工艺的主要推动因素。我国的甲醇合成工艺发展起步较晚，但发展很快。这得益于近现代工业发展的广泛性。随着国内逐步开始大型甲醇生产规模建

4、设，为了实现增产、节能、减耗的目的，中压合成甲醇工艺开始逐渐完善，并形成了代替低压合成工艺的态势。这一现状的出现与生产规模扩大以及工业设备联动性有关。如果依然采用低压设备，那么必然无法满足其他联动设备的管道需求，要实现最终需求，就必须增加辅助设备，而这必然导致新的投资。甲醇合成工艺的发展促使生产设备的大型化。目前国际上已经出现年产100万吨以上的大型联合生产设备，并且大多采用的是中、低压合成工艺，如ICI低压合成法、鲁奇中压合成法等；我国从上世纪90年代以来不断提升甲醇的合成技术和产量，在增产、节能、减耗发展思路的指导下，年

5、产100万吨以上的甲醇合成工艺生产线已经形成。2甲醇合成工艺工程优化改造结合煤制甲醇的特点，在进行工艺优化改造方面，可以从以下内容入手。2．1制氧工艺深冷法制氧工艺的应用，是国内大型甲醇合成工艺体系不可或缺的组成部分，它可以大大减少系统的电能消耗。2．2变换流程所谓“变换流程”主要指的是带饱和热水塔的全低温变换流程，这其中，用四段变换流程生成合成氨，其中三段用来生成甲醇。2．3吸附脱碳利用吸附脱碳技术可以提高自动化程度，其优点主要是成本低、经济效益高，促使一氧化碳的得收率维持在90％以上，氢的回收率达到98％以上。但缺点也较

6、为明显，有效气体的损失量较大，比化学吸收法高出10个百分点。2．4中压合成国产的GC型号水冷折流反应器需要经过改造，增加阀门抗压设备，提升反应罐的抗压性能，有效提升至0．8—1．5MPa，既可以减少二次投资，也可以实现甲醇量产提升；尤其在利用中压合成的手段之后，甲醇的质量可以得到较好的保障，纯度提升，减少净化环境出现的不利因素。3甲醇合成工艺研究发展趋势科学技术的不断发展并在工业领域广泛应用，为甲醇合成工艺提供了较大的提升空间。在应用方面所取得的成果，可以反过来调整甲醇合成工艺的缺陷。但值得一提的是，甲醇合成工艺工程在优化过

7、程中，受到较为明显的热力学平衡限制，只能在有效的范围内实现转化率的提高。事实上，从上世纪60年代至今，甲醇气相合成工艺在催化剂、反应器、净化系统等方面得到了较大的发展，但在其他领域基本没有什么变化，或成果很小。从未来的发展格局来看，液相甲醇合成技术将取代气相甲醇合成技术。一方面，得益于液相甲醇合成技术的先进性，反应设备简单、成本低、便于操作，另一方面，液相甲醇合成技术的安全性较高，在工艺流程控制方面具有很好的辅助系统融合性。甲醇新工艺的研究是影响未来工业发展的重要课题，我国现阶段不仅要努力提升单位系统的产能，同时也要在新工艺

8、方面确定重点，巩固甲醇合成节能流程以及催化剂方面的科研。同时，液相甲醇工艺需要使用到固定床、动态床技术，这也是研究的重点。参考文献：[1】李天文，曹永生．甲醇合成工艺进展[J】．现代化工，1999，09：8-11．[2】吕海平．甲醇合成工艺的现状及其技术特点研究【J】．中国高新技术企业，2