李忠

【摘 ?要】目前，我國化工制品的生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)τ诩状贾苽涞募夹g(shù)關(guān)注程度較高，使用焦?fàn)t煤氣進(jìn)行甲醇的制備，可以為甲醇綜合性制備質(zhì)量的改進(jìn)提供成熟完整的支持。因此，強(qiáng)化對焦?fàn)t煤氣制甲醇工藝的關(guān)注，并對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)控制，是目前很多化工領(lǐng)域工作人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。

【關(guān)鍵詞】焦?fàn)t煤氣;制甲醇;工藝技術(shù);現(xiàn)狀;改進(jìn)策略

1生產(chǎn)現(xiàn)狀

煤氣壓縮系統(tǒng)冬季壓縮機(jī)4開1備，夏季為保證打氣量5臺壓縮機(jī)全部運(yùn)行。進(jìn)行壓縮機(jī)設(shè)備檢修時，甲醇產(chǎn)量受到嚴(yán)重影響，因此5臺壓縮機(jī)同時運(yùn)行不利于裝置的穩(wěn)定。壓縮設(shè)備達(dá)到額定打氣量成為提高氣量的瓶頸問題。

從氣柜鼓風(fēng)機(jī)房出來再經(jīng)過濕脫硫裝置的煤氣溫度不斷升高，尤其是夏季煤氣溫度升至40℃以上，使進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸的煤氣密度減小，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的打氣量。而且煤氣溫度升高不利于煤氣中焦油、萘等雜質(zhì)的析出，帶入壓縮機(jī)對設(shè)備造成不同程度的損害。因此，降低溫度對原料氣密度的影響尤為重要。

綜上所述，目前制約原料氣量的主要問題如下：①壓縮機(jī)額定設(shè)計打氣量已經(jīng)無法滿足后續(xù)改造提產(chǎn)的要求;②脫硫塔后煤氣溫度冬夏差別較大，夏季壓縮機(jī)打氣量明顯低于冬季。

2焦?fàn)t煤氣制甲醇的工藝技術(shù)

2.1焦?fàn)t煤氣的氣體凈化工藝

在進(jìn)行焦?fàn)t煤氣的氣體凈化工藝設(shè)置過程中，需要對焦油的含量進(jìn)行較為充分的研究，并對焦油物質(zhì)的去除比例進(jìn)行分析判斷，使脫硫技術(shù)的應(yīng)用可以在污染問題防控方面取得進(jìn)展。在進(jìn)行脫硫技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要加強(qiáng)對含硫物質(zhì)成分特點(diǎn)的關(guān)注，并對壓縮機(jī)的使用情況進(jìn)行完整的考察分析，為焦?fàn)t煤氣的充分凈化提供較為完整的支持。在進(jìn)行氣體凈化設(shè)置的過程中，需要加強(qiáng)對凈化工藝的關(guān)注，結(jié)合凈化效果的分析結(jié)論，制定具體的脫硫工藝優(yōu)化處置策略，保證焦?fàn)t煤氣在進(jìn)行甲醇制備的過程中，可以與濕法脫硫技術(shù)的應(yīng)用狀態(tài)實現(xiàn)有效結(jié)合，并在有機(jī)脫硫效果控制方面取得進(jìn)展，為有機(jī)硫脫除效果的優(yōu)化提供成熟完整的支持。

2.2焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化甲醇工藝的補(bǔ)碳工藝分析

據(jù)研究表明，焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化甲醇的工藝中，f的理論值為2。而在實際生產(chǎn)中，常確保f值保持在2.05和2.15的范圍內(nèi)。其中，當(dāng)以天然氣為原料制備甲醇時f值一般為3，即在制備反應(yīng)開始前需向反應(yīng)器中添加一定量的二氧化碳，以使得f值滿足實際生產(chǎn)的要求。當(dāng)以焦?fàn)t煤氣為原料轉(zhuǎn)化制備甲醇時，根據(jù)實際生產(chǎn)的需求，f值應(yīng)保持在2.51和2.64之間，故在實際生產(chǎn)中常采取兩種方法實現(xiàn)補(bǔ)碳工藝，其一為增加反應(yīng)器中氧氣的含量，其二為在反應(yīng)器中進(jìn)行逆變換反應(yīng)。其中，第二種方式能夠增加甲醇的產(chǎn)量。

當(dāng)二氧化碳所加入的摩爾量為總氣體摩爾量的0.06時，f值能夠保持在2.02～2.09，此時的f值為最佳甲醇合成的條件。反應(yīng)器中加入一定量的二氧化碳會加劇反應(yīng)器中的逆變反應(yīng)，使得反應(yīng)器中的氫氣減少，進(jìn)而影響了反應(yīng)器中甲烷的轉(zhuǎn)化效率。

為了進(jìn)一步分析在反應(yīng)器中加入二氧化碳對焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化甲醇工藝的影響程度，需對其進(jìn)行定量分析。設(shè)，制備甲醇原料焦?fàn)t煤氣的量為100kmol，反應(yīng)中加入二氧化碳的量為6.4kmol，水烴比為2，反應(yīng)器進(jìn)口溫度為400℃，出口壓力大小為1.85MPa。

在焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化甲醇的反應(yīng)器中加入二氧化碳使得其出口處氫氣的比例減少，而水量增加。說明加入二氧化碳后加劇了反應(yīng)器中的逆變換反應(yīng)，消耗了補(bǔ)充進(jìn)來的二氧化碳。經(jīng)計算可知，補(bǔ)充進(jìn)來的80%的二氧化碳量參與了反應(yīng)器中的逆變換反應(yīng)，其余20%參與了甲烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。通過對比可知，當(dāng)補(bǔ)入反應(yīng)器中二氧化碳的量一定時，適當(dāng)?shù)脑黾臃磻?yīng)器中氧氣的含量，可以有效促進(jìn)反應(yīng)器中甲烷的轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而使得出口處甲烷的含量減少。

2.3甲醇合成工藝

要將碳?xì)浔鹊姆治黾翱刂谱鳛榧状己铣傻南刃屑夹g(shù)。要結(jié)合甲醇之中的有效成分情況，對甲醇之中的氫元素消耗特征加以研究，并且結(jié)合新時期工業(yè)生產(chǎn)活動的具體推進(jìn)情況，制定符合工業(yè)生產(chǎn)原料質(zhì)量控制訴求的措施，保證二氧化碳的含量可以得到完整的質(zhì)量控制。在進(jìn)行碳?xì)浔鹊脑O(shè)計控制過程中，需要結(jié)合分子式的情況，對碳?xì)浜铣杉夹g(shù)進(jìn)行全面的考察分析，保證甲醇的制備工藝在進(jìn)行具體操作的過程中，可以將氫氣物質(zhì)與一氧化碳的比例按照2∶1進(jìn)行合理的控制處理，保證甲醇合成工藝能夠為甲醇合成轉(zhuǎn)化提供技術(shù)性支持。在進(jìn)行氫氣以及催化劑的反應(yīng)速率分析過程中，需要強(qiáng)化對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程特點(diǎn)的關(guān)注，使更多與甲醇制備工藝實際需要相關(guān)的措施，都可以在化學(xué)反應(yīng)的步驟得到合理化控制的情況下進(jìn)行操作運(yùn)行，為氫氣含量的有效控制提供足夠完整的支持。在進(jìn)行具體的反應(yīng)速率控制過程中，需要強(qiáng)化對甲醇合成技術(shù)特點(diǎn)的關(guān)注，并保證氫氣的含量可以在甲醇制備的過程中，始終得到有效的含量控制。在針對甲醇制備反應(yīng)進(jìn)行控制處理的過程中，需要對影響反應(yīng)進(jìn)程的因素進(jìn)行全面完整的研究，并且保證碳元素與氫元素在進(jìn)行具體的搭配處置過程中，可以對甲醇的生成工藝實現(xiàn)較為完整的技術(shù)結(jié)合，以此實現(xiàn)對甲醇合成工藝的合理化技術(shù)設(shè)置。要從能耗控制的角度出發(fā)，制定符合甲醇制備工藝技術(shù)應(yīng)用要求的具體策略，并使碳物質(zhì)的補(bǔ)充技術(shù)可以更好的顯現(xiàn)出自身的價值，為甲醇制備創(chuàng)造更加理想的基礎(chǔ)條件。在進(jìn)行補(bǔ)碳工藝設(shè)計的過程中，需要充分利用甲醇制備過程中的閑置二氧化碳?xì)怏w，對水煤氣工藝加以操作，使碳?xì)浔鹊目刂瓶梢栽谔細(xì)湓氐墓┙o得到滿足的情況下，實現(xiàn)對甲醇產(chǎn)量的有效控制。

2.4甲醇的合成以及精餾技術(shù)

首先，要對焦?fàn)t煤氣在使用過程中所受到的外部壓力進(jìn)行完整的分析判斷，使甲醇的合成技術(shù)在進(jìn)行具體操作的過程中，可以按照精餾技術(shù)的使用習(xí)慣進(jìn)行甲醇制備工藝的改進(jìn)，保證甲醇的合成技術(shù)價值可以得到全面的優(yōu)化。在進(jìn)行低壓法應(yīng)用的過程中，要對甲醇的合成工藝屬性進(jìn)行有效的分析研究，并使用壓縮機(jī)裝置進(jìn)行焦?fàn)t煤氣的加壓處理，使甲醇的合成可以在合成塔的壓力得到合理控制的情況下得到優(yōu)化。在進(jìn)行催化劑物質(zhì)具體使用的過程中，要強(qiáng)化對甲醇制備過程中生成產(chǎn)物的關(guān)注，更多的按照甲醇物質(zhì)的含量特點(diǎn)實現(xiàn)對合成塔的冷卻技術(shù)控制，使冷卻完成之后的甲醇合成技術(shù)可以保證適應(yīng)粗甲醇的制備技術(shù)需要。要強(qiáng)化對三塔精餾技術(shù)的重視，更多的結(jié)合精餾塔的設(shè)計需要，對精餾技術(shù)的壓力實施特征予以研究，保證加壓塔的壓力施加技術(shù)可以與塔頂?shù)恼羝麪顟B(tài)保持一致，為常壓塔加熱技術(shù)更加完整的適應(yīng)熱量控制技術(shù)的處置需要提供幫助。精餾技術(shù)的使用還需要對氫氣、甲烷以及碳?xì)浠衔锏暮窟M(jìn)行頻繁的分析，并結(jié)合燃燒物質(zhì)所產(chǎn)生的能力，對甲醇制備過程中的能量轉(zhuǎn)化情況加以分析，使甲醇制備所需的各項能源可以得到更加有效的供給。

結(jié)論

經(jīng)過壓縮機(jī)擴(kuò)缸改造并應(yīng)用原料氣冷卻技術(shù)后，焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置的進(jìn)氣量得到有效提升，同時在橫管冷卻器出口至壓縮機(jī)入口管線增加保溫材料，來降低夏季高溫對煤氣管道的影響。提高氣體體積、降低氣體密度是目前最為有效提高氣量的方式，不僅適用于焦?fàn)t煤氣制甲醇裝置，還可推廣至其他需要?dú)怏w反應(yīng)的化工生產(chǎn)裝置。

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（作者單位：山鋼股份萊蕪分公司焦化廠）