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甲醇合成工艺常出现的问题及解决办法

陈玉民

鄂尔多斯市蒙华能源有限公司，内蒙古东胜017000

摘要：分析甲醇合成工艺常出现的问题，并提出解决问题的方法。

关键词：氢碳比、惰性气体、结蜡、催化剂、升温还原、系统压力。

甲醇是重要的基础化工原料，有着广泛的应用。我国甲醇工业起步较晚，但发展较快。

资料显示，在过去十年，甲醇消费始终保持着高速增长。受益于甲醇需求高速增长，2000

年以来多个产煤省大幅上马煤制甲醇项目增加煤炭就地转化率，但多是10-30万吨/年的中

小型项目，随着大型煤气化技术日趋成熟，神华、久泰、兖煤、广汇等多个百万吨级煤制甲

醇项目相继开建并于2010年前后陆续投产，甲醇合成技术也取得长足进步。但是甲醇合成

在生产过程中仍然会或多或少地出现问题，这些问题的出现，不仅影响着装置的平稳运行，

还直接影响着甲醇的产量及质量。在这里将甲醇合成过程中易出现的工艺问题逐一分析：

1工艺流程简介

来自净化工序的总硫含量小于0.1ppm，（H-CO）/（CO+CO）=2.05-2.15的新鲜气,与

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循环气压缩机加压后的循环气在缓冲罐混合，出缓冲罐的混合气进入入塔气预热器的壳程，

被来自合成塔反应后的出塔热气体加热至约225℃后，进入合成塔顶部。

合成塔为立式绝热——管壳型反应器。管内装有低压甲醇合成催化剂。当合成气进入催

化剂床层后，在5.3MPa、220～260℃下，CO、CO与H反应生成甲醇和微量的水，同时还有

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微量的其他有机杂质生成。合成甲醇的两个主反应都是强放热反应，反应释放出的热量大部

分由合成塔壳程的沸腾水带走。通过控制汽包压力来控制催化剂床层温度及合成塔出口温

度。从合成塔出来的热反应气进入入塔气预热器的管程与入塔合成气逆流换热，被冷却到

90℃左右，此时有一部分甲醇被冷凝成液体。该气液混合物再经甲醇水冷器进一步冷凝，然

后进入甲醇分离器分离出粗甲醇。

分离出粗甲醇后的气体，压力约为4.8MPa～5.0MPa，温度约为40℃，返回甲醇循环气

压缩机，经加压后送至油分离器分离油水，分离油水后的循环气送至缓冲罐。为了防止合成

系统中惰性气体的积累，要连续从系统中排放少量的气体。这部分弛放气经水洗塔洗涤甲醇

后送氢回收系统回收氢气，整个合成系统的压力由调节阀来控制。

由甲醇分离器分离出的粗甲醇，进入甲醇膨胀槽进行减压闪蒸，以除去溶解在粗甲醇中

的大部分气体，然后送往粗甲醇储罐。甲醇膨胀槽的压力控制在0.4MPa。膨胀气送往燃料

气管网。水洗塔塔底排出的粗甲醇也排至甲醇膨胀槽中。

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2甲醇合成工艺常出现的问题

2.1氢碳比失调

2.1.1氢碳比的定义及指标

甲醇是由CO、CO和H反应生成，反应式如下：

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CO+2H=CHOH

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CO2+3H=CHOH+HO

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从反应式可以看出，H与CO合成甲醇的物质量比为2：1，与CO合成CHOH的物质量比为3：

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1，当CO与CO都有时，对原料气中氢碳比(f)用以下表达方法表示：

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f=(H-CO)/(CO+CO)=2.05～2.15

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2.1.2氢碳比失调的危害

氢碳比在2.05～2.15之间，对甲醇合成反应最为有利。当氢碳比偏离这个指标时，不

仅会影响甲醇合成反应的进行，影响甲醇的产量；而且还会造成副反应的增多，进而影响甲

醇的精馏及精甲醇的产品质量。一般而言，氢碳比控制太低，副反应增加，催化剂活性衰退

加快，还容易引起积碳反应；氢碳比控制太高，影响产量并引起能耗等消耗定额增加。

2.1.3氢碳比失调后的处理方