甲醇合成的工艺过程分析与操作控制优化问题

白 玺，徐恒彪

（陕西神木化学工业有限公司，陕西神木 719319)

甲醇合成的工艺过程分析与操作控制优化问题

白 玺，徐恒彪

（陕西神木化学工业有限公司，陕西神木 719319)

甲醇作为一种十分重要的工业化学原料，成本较低，在工业应用中十分广泛。生产甲醇包括原材料的制备、材料气体的净化处理，以及压缩等步骤，经过甲醇的合成，进行粗甲醇精馏等。甲醇的生产具有特殊性，为了使生产的合成效率大大提升，需要对成本进行一定的控制，积极地完善甲醇的生产工艺，对整个生产过程进行一定的优化处理，达到提升甲醇生产技术水平。

甲醇合成；工艺过程；操作控制；优化

1 合成工艺过程分析

我国的化工工业生产的水平较高，在化工生产作业中，甲醇的需求量也相对加大，并连年成增长的趋势。2016年的甲醇市场报价已经达到1 852元/t，而在局部地区的甲醇报价已经接近了2 000元/t。为了使得当前甲醇的生产技术水平得到提升，生产的效率变大，需要探究甲醇的供求问题，这对于甲醇合成工艺的发展具有至关重要的作用。我国的甲醇生产中往往采用天然气以及煤炭作为生产原料，主要的生产工艺分为单产甲醇以及联产甲醇两种方式。对甲醇的生产工艺进行分析可以发现，其生产的流程相对较大，且整个工艺流程具有较大的复杂性，在生产中所采用的净化方式不同或者生产所需要的原料不同，则生产的工艺也有所差异。以天然气作为甲醇工艺生产的技术主要有固定床气化技术以及气流床汽化炉技术等。其中生产甲醇采用煤作为原料时，往往使用高压技术以及催化技术和水电解质氢联合成气工艺等。在生产甲醇中，主要包含原料气的制造，并净化原料气，从而合成甲醇并进行精馏处理，而实际的生产工艺过程则需要根据实际的生产情况做出具体的要求[1]。

2 优化控制分析

在进行甲醇的合成过程中，若操作的过程出现问题，将使得催化剂的活性大大降低，粗甲醇中副产物增多，最终导致后续精馏出现产品质量问题，影响最终生产物的合理效率，从而使得甲醇的生产出现一系列的问题。所以，需要对甲醇的合成工艺进行一定的优化和控制。在实际的优化过程中，可以从设备的选择以及生产工艺中的参数优化等方面入手。而在具体的优化过程中，需要从生产甲醇的设备以及甲醇在生产工艺中的各种参数进行优化两个方面着手。

1）工艺参数的优化。甲醇生产中的工艺参数较多，其中包含了甲醇的生产压力条件、生产中催化剂的使用、合成的具体效率以及气体的组成和循环比等。从压力参数的方面考虑，在生产甲醇中的高压以及低压的参数是不同的，其对于生产的合成效率以及生产的最终产量均有一定的影响，所以，在生产甲醇中，压力的控制十分关键。压力设置中，高压更加促进甲醇的生产，实践证明，甲醇生产工艺中的压力提升和甲醇的生产效率有正比关系，压力越大，生产的效率也将越大。所以，在利用生产压力参数优化生产操作时，往往需要首先对压力进行充分的考虑，最终达到提升甲醇生产效率的重要目的。此外，生产中的催化剂温度参数也将影响到甲醇的生产效率。所以，在进行甲醇的生产合成过程中，要对生产中的催化剂温度进行一定的控制，这样才能使得生产的效率大大提升。但是，生产中的催化剂温度不易提升的过大，否则不仅不会达到原先的高产率的影响，还将会导致合成反应受到影响。同时，在对甲醇生产合成的过程中，需要把合成系统中的惰性气体及时的排出，从而使得生产的速率提升的同时，也会一定程度上增大反应气体的实际浓度，提升反应的效率。

2）生产设备的优化。为了使得甲醇的合成工艺得到优化，不仅要实现合成参数的优化和处理，还需要实现生产设备的优化和控制，这样才能使得合成装置更加满足生产工艺的实际需要。为了使得最终的合成物甲醇的生产质量达到标准，需要提升产品的品质，从而避免由于生产合成装置的问题所导致的甲醇产品质量下降的问题。在设备的优化和处理中，需要对合成反应器的性能提升高度重视，若生产合成设备的反应器的温度低于标准值，则会导致甲醇的合成压缩机的进出口压差变大，这会使得反应装置出现超压问题，最终导致生产设备的消耗变大，从而使得生产甲醇的成本大大提升，此外，还将使得生产设备的故障率提高。我们在进行生产设备的优化时，要把生产参数的稳定性当做生产的主要标准，并使得反应装置中的含气量提升，避免在合成甲醇的反应中出现压力上涨的问题。所以，可以利用二氧化碳的含量控制，避免其含量的波动而导致催化剂的效果，因此要对催化剂进行一定的保护，最终使得温度在催化剂活性最佳的范围内。

3 结语

综上所述，本文对甲醇的合成工艺过程进行分析，并介绍操作控制的优化问题。甲醇的合成工艺过程中涉及的因素众多，而生产甲醇的方法虽然较多，但是生产的原理却是相同的。为了使得甲醇的合成品质提升，并提高在合成甲醇中的最终产量，我们需要首先实现甲醇合成工艺的优化，并从生产的参数出发，对生产甲醇中的所涉及到的压力、反应器的温度等参数进行优化设计，使得生产的产率提升。此外，还需要从甲醇的合成工艺出发，最终使生产甲醇的生产装置被优化。从这两个方面着手可以使得甲醇合成的工艺水平提升，达到保障甲醇的生产质量、提高生产效率的重要目的。甲醇在我国的工业化生产中具有多领域的应用，为此，必须要提升甲

醇的产量，并使其得到优化，从而增大我国甲醇生产的经济效益。

[1] 黄琼.甲醇合成的工艺过程分析与操作控制优化[J].上海：华东理工大学，2014.

Process Analysis and Operation Control Optimization of Methanol Synthesis

Bai Xi，Xu Heng-biao

Methanol，as a very important industrial chemical raw material，has a low cost and is widely used in industrial applications.Methanol is produced by the preparation of raw materials，purification of raw materials and purification，Synthesis，crude methanol distillation and so on.Methanol production is peculiar，in order to greatly enhance the efficiency of production in the production，the need for some cost control，and actively improve the production process of methanol，the whole process of positive production to optimize the treatment to achieve the level of methanol production technology.

methanol synthesis；process；operation control；optimization

TQ223.121

B

1003–6490（2017）11–0003–02

2017–09–08

白玺（1979—），男，陕西榆林人，助理工程师，主要从事甲醇合成工作。