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从联醇生产到合成气醇烃化精制新工艺 湖南安淳高新技术有限公司 钱佩刚 摘 要 阐述净化新工艺与产醇的有机结合 关键词 联醇 醇烃化 净化工艺 联醇生产源于我国氮肥行业，它是利用氮肥生产过程中少量的CO、CO2与H2合成为甲醇，是氮肥企业节能增效、调整产品结构、增强企业抗风险能力的一种生产工艺。它虽然经历了几起几落的一个发展过程，但随着原料气脱硫技术的发展，反应催化剂的改进，联醇企业生产经验的积累以及近几年能源的紧张引起的甲醇销售市场的持续红火，联醇生产作为一种投资小、见效快、效益大、风险小的生产工艺得到了很大的发展与普及，也成为了我国氮肥企业调整产品结构，寻求经济增长点的首选工艺。 什么是合成气醇烃化精制新工艺（以下简称“醇烃化工艺”）？它和联醇生产有何关联呢？怎样将联醇生产改为“醇烃化工艺”呢？本人十多年来一直服务于氮肥企业，在此愿在氮肥同仁面前抛砖引玉。 要了解“醇烃化工艺”，须从氮肥生产中合成气少量CO、CO2净化工艺谈起。众所周知，氨是H2与N2在催化剂作用下合成的,而合成氨的原料气中不仅只有H2、N2 ，还有CH4、CO、CO2等，CO、CO2是氨合成催化剂的毒害物质，在补入气中须将CO、CO2降至“微量”级水平。在20世纪90年代以前，合成气CO、CO2的净化主要有三种形式：低温甲醇洗加液氮洗工艺，深度变换加甲烷化工艺，铜液洗涤工艺。这三种净化工艺因净化度的差异，投资的差异及其它工序所能配套的条件差异等等，依序分别以大、中、小氮肥企业采用较多。在20世纪90年代初期，氮肥行业开发出了“合成氨原料气双甲精制工艺”，即以甲醇化串甲烷化精制合成氨原料气（简称“双甲工艺”），并实现了工业化生产，通过了原化工部组织的科技鉴定，获得了国家发明专利。90年代中、后期，为满足用户对提高甲醇生产能力的要求，“双甲工艺”提升为可调醇氨比的“双甲工艺”，即双醇化串甲烷化,见图1。 H2 蒸汽 放空 液氨 粗醇 粗醇 高温水 图1 可调氨醇比的双甲流程（醇产量较大） “双甲工艺”较低温甲醇洗加液氮洗工艺具有流程装置简单、投资节省的优势；较“深度变换加甲烷化工艺”可显著降低能耗；较“铜液洗涤工艺”显著节省运行费用、净化度高且环保洁净。双甲工艺与铜洗工艺费用比较表1。 表1 双甲工艺流程与铜洗流程的费用比较表 单位：吨总氨 项目名称 单 价① (元/kg） 铜 洗 双 甲 备 注 吨氨消耗 运行费/元 吨氨消耗 运行费/元 自用氨 1.4 8.2kg 11.5 0 电解铜 22 0.12kg 4.64 0 冰醋酸 5 0.24kg 1.2 0 蒸汽 0.045 350kg 15.75 0 电(kw.h)② 0.25 120.8kwh 30.2 11.61kwh 2.90 含铜洗和烃化的冰机电耗 冷却水(t) 1.00 25t 25.00 21.92t 21.92 甲烷化触媒 22 0 0.00 0.021kg 0.462 醇化触媒 32 0 0.00 0.14kg 4.48 合 计 86.29 29.76 注：①计算单价为2000年的物质单价，现时可根据具体情况进行变更②含铜洗和烃化的冰机电耗 由上表可见，双甲或醇烃化工艺的初略计算的运行费用将显著降低。吨氨降低~56.53元，生产1万吨氨，将节约运行费用56.53万元 “醇烃化工艺”是“双甲工艺”的升级技术，技术的关键是以烃类催化剂取代甲烷化催化剂，甲烷化、烃化化学反应式如下： 甲烷化反应式: CO+3H2=CH4+H2O , CO2+4H2=CH4+2H2O 烃化反应式: (2n+1)H2+nCO=CnH(2n+2)+nH2O, 2nH2+nCO=CnH2n+nH2O 2nH2+nCO=CnH(2n+2)O+(n-1)H2O, (3n+1)H2+nCO2=CnH(2n+2)+2nH2O “醇烃化工艺”中烃化流程与“双甲工艺”中甲烷化流程基本类似，烃化较甲烷化在工业生产中具有如下优点：①烃化生产烃类物质（C5以下醇烃类物质），高压常温下冷凝分离，合成氨系统放空量减少，可增产合成氨2%-3%；②在醇化出口CO、CO2同样指标下，烃化耗氢较甲烷化少（少30%以上）；③烃化