浅析甲醇合成的工艺过程及操作控制优化问题

甲醇是化工生产中应用广泛且不可缺失的优质原料。现阶段, 国际上甲醇的合成工艺以及相当的成熟, 大多数用天然气制备甲醇, 然而我国合成甲醇的技术仍然十分的落后, 设备比较老化, 产能较小, 难以满足的市场需求, 因此, 对合成甲醇的工艺流程进行优化势已经势在必行。不同的合成甲醇技术的能耗相差比较的打, 为了更好的适应社会的需求, 需要对合成甲醇的工艺流程进行分析, 并对其操作控制过程进行优化。

1 甲醇合成工艺过程

1.1 合成的机理

大部分的碳氢化合物都能够制备甲醇, 如甲烧水合物、石油以及燃烧尾气等, 煤炭与天然气是现阶段应用较为广泛的原料。

1.2 合成的流程

合成气法制备的甲醇的整套工艺相对复杂、全工艺流程较长, 采用不同的工艺条件以及生产原料能够演变为制备甲醇的几种生产流程。不管选择工艺技术或者原料, 制备甲醇的工艺流程都大体一致, 包括合成气的生产、变换、净化、粗甲醇的合成以及甲醇精制等几个部分组成。以煤做为原料合成甲醇的工艺流程如下图所示:

1.3 合成的方法

自从英国的化学家在木材干留的液体产品之中发现了甲醇, 到上个世纪早期, 几乎全部的甲醇均是由木材经过蒸溜制备的, 后来, 年高压法装置的建成实现了合成甲醇的工业化。自此以后, 有关甲醇制备的工业方法在不断的兴起, 到目前已经形成了多种制备方法, 现阶段工业上大多选择合成气法来制备甲醇。

合成气指以碳、氢为主要组分的原料气, 能够用含碳矿物质如天然气、煤以及石油等原料制得, 当合成气在催化剂存在, 且处于一定的压力、温度, 就能反应生成甲醇。合成气法制取甲醇在工艺的选择、原料的选取以及经济效益等方面均有其优势, 制备的甲醇产率高、成本低, 所以大大的推动了甲醇工业化制备的进程。面对当今世界能源结构的形势, 以煤为原料制备甲醇的的技术工艺已经成为了主流。

2 甲醇合成工艺的操作控制优化

2.1 甲醇合成工艺的影响参数

通常情况下, 影响甲醇合成工艺的影响参数有压力、气体组成、催化剂温度、合成速率、循环比以及氢碳比等

高压有利于甲醇的合成, 压力提高, 甲醇产率也会跟着提高。在甲醇的合成过程中, 需要按时排出惰性气体, 从而增大参与制备甲醇合成反应的反应物的有效浓度, 进而提高甲醇的合成反应速率。若反应没有达到平衡的状态, 适度的提高催化剂的温度也可以提升甲醇的产率。反应一旦到了平衡状态, 升高温度会降低其制备速率, 高温会降低催化剂的寿命。在其他的工艺条件的不变的情况下, 提升循环比有利于碳转化。

2.2 优化控制方案

熟练掌握甲醇合成的控制优化有利于提升粗甲醇的品质。影响甲醇制备的几个因素之间表面是独立的, 实则是紧密相关的, 工艺参数的优化控制都有利于甲醇合成反应的优化。

因为甲醇生产制备装置必须兼顾到催化剂的活性温度, 因此, 催化剂的操作温度必须保持比较低的条件。与此同时, 实际的生产过程中必须避免出现催化剂超温的情况。若长时间于固定压力下操作等温副产蒸汽反应器, 会导致甲醇产量的下降, 应该合理控制反应器入口气体的温度, 科学合理的防止因为催化剂结晶而导致的催化剂失活现象。操作过程之中, 要定时的关注对催化剂效用有影响的工艺参数, 尽量避免因为提高温度而造成的催化剂失活现象。

3 结语

甲醇是非常重要的化工生产原料, 是工业的发展有力的推动力, 在各个领域之中都有着广泛的应用。现阶段突飞猛进的经济发展形势下, 人们对甲醇需求量也越来越大, 因此, 对甲醇合成工艺过程以及操作控制优化显迫在眉睫。为了降低生产成本, 提高合成速率, 需要我们熟悉甲醇的合成工艺过程, 优化其操作。本文对合成甲醇的工艺过程与操作控制优化等问题进行了分析与研究。合理的优化控制, 不仅仅提高产量, 还能提升品质。

摘要：甲醇是一种非常重要的化工原料, 而且生产成本十分的低, 因此, 在化工生产中得到了较为普遍的应用, 涉及到了涂料、医药以及塑料等较多的领域, 可以用来生产制造苯二甲酸二甲酯以及甲醛等, 现阶段, 虽然合成甲醇的工艺流程不太相同, 但其基本的原理大致是相同的, 大概的工艺流程有:原料气制备、净化、压缩、以及甲醇合成、精馏粗等。甲醇的生产制备具有特殊性, 为了降低生产成本, 提高合成速率, 需要我们熟悉甲醇的合成工艺过程, 优化其操作。本文对合成甲醇的工艺过程与操作控制优化等问题进行了分析与研究。

关键词：甲醇,合成,工艺过程,操作控制,优化

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