煤化工甲醇合成工艺现状研究

杜世军

摘 要：目前国内建立了许多煤制甲醇、煤制烯烃等大型煤化工项目，甲醇合成工艺技术的发展推动了煤制甲醇行业的快速发展。作为目前国内较为重要的化工原料，甲醇在多个行业都得到了广泛运用，现阶段对于甲醇合成的工艺较为成熟，绝大多数企业的甲醇合成工艺整体上基本一致，差异较小。本文通过综述目前煤化工行业甲醇合成工艺的常见方法、工艺流程和工艺技术现状，提出甲醇合成工艺目前存在的问题，并研究落实解决目前甲醇合成工艺问题的方式，以期为煤化工企业提高生产稳定性及经济效益提供依据。

关键词：煤化工;甲醇合成;工艺技术;研究进展

甲醇作为以煤为龙头的化工生产链的基础产品，被广泛应到了很多行业和领域，如医药行业、作为燃料、生产农药、制造塑料、生产涂料、制造合成纤维或是合成橡胶[1]。由于甲醇如此广泛的应用前景，造就了甲醇生产企业的发展，目前甲醇销售价格较高，甲醇生产企业经济效益普遍较好，这就迫使甲醇合成工艺不断研究和发展。只有工艺的优化和发展才能够最大幅度的减小生产损耗，提高企业经济效益，保障企业的安全稳定生产。 甲醇合成工艺的优化和发展同时也能够帮助企业提髙甲醇合成生产能力，降低吨甲醇消耗。本文在对国内外煤化工企业甲醇合成工艺现状进行研究的基础上，展望未来甲醇合成工艺研究方向[2]。

1 常見甲醇合成方法

目前常见的甲醇合成方法主要有鲁奇渣油联醇法、ICI低压法、中压法以及高压法四种。现阶段，甲醇合成工艺较为基础的生产方法是鲁奇渣油联醇法，通过该方法可以极大程度的使能源利用效率得到有效提高。并且鲁奇渣油联醇法的热能利用率非常高，我国采用此方法的企业包括齐鲁石化[3]。而ICI低压法的应用较为广泛，改工艺方法不但运行稳定性很好，而且生产出甲醇产品的纯度较高。ICI低压法的实际生产环节有精馏、脱硫、合成、压缩及转化等五个重要环节。在应用方面，中压法与ICI低压法较为相似。综合考虑资金损耗以及综合指标等几个方面，中压力略高。亚洲其他国家应用改方法较多，如日本三菱瓦斯化工公司。较大规模的甲醇合成装置大多数采用高压法。该方法起源于欧洲发达国家，高压法对于资金损耗高和操作标准严格，所以该方法应用并不广泛。

2 甲醇合成工艺流程

甲醇合成的工艺工程较为繁杂，其工艺流程较长。无论选择哪种工艺流程及原料，整个反应过程的工艺流程基本一致。甲醇合成工艺流程主要包含合成气的生产、合成气净化、制备粗甲醇、粗甲醇的提取精制等过程。选择的工艺方案虽然不同，但是工艺流程基本相同，但催化剂的选用存在差异，所以合成装置结构也并不会完全相同。

3 醇合成工艺技术现状

国内外目前主要甲醇合成工艺如下：

ICI（DAVY）冷激型甲醇合成工艺

Lurgi 管式两段等温甲醇合成工艺

Casale IMC 板间换热等温甲醇合成工艺

TopsΦe 绝热管壳式甲醇合成工艺

TEC 沸水管 MRF 多段径向流动甲醇合成工艺

MHI/MGC 管壳-冷管复合型甲醇合成工艺

Linde 等温盘管甲醇合成工艺

气冷-水冷串联式低压甲醇合成工艺

低压均温绕管水冷式甲醇合成工艺

4 甲醇合成技术发展趋势

4.1 采用径向或轴径向反应器等温

径向或者轴径向流动，床层中的气体分布会较为均匀并且阻力变低，结构比较简单。应尽量选择具有抗羰基化生成能力和抗氢脆能力的材料，尽可能不选择特殊贵重材料，便于检修和制造。

4.2 催化剂高活性、低温耐硫，床层温度易于控制

研究如何使催化剂床层温度易于控制并且能满足各种操作条件的变化。如何将床层内温度均温或温差小，生产强度大，使用寿命长，时空收率高，低循环比和高单程转化率，副反应产物和杂质少。

4.3 低压甲醇合成、超大型化

超大型甲醇合成装置可以反应热副产蒸汽，选择高位能回收方式，使得合成甲醇综合能耗得到有效降低。

4.4 研发液相法甲醇合成新工艺趋势

研究开发气-液-固滴流床、浆态床以及流化床的甲醇合成工艺。因为液相合成中使用的惰性液体具有热容高以及导热系数较大的特点，能够进一步实现等温反应。

5 结论

甲醇作为目前较为广泛使用的化学原料，其生产工艺至关重要，包括煤制甲醇、煤制烯烃在内的煤化工行业甲醇合成工艺较为成熟。目前常见的甲醇合成方法主要有鲁奇渣油联醇法、ICI低压法、中压法以及高压法四种，而合成工艺主要有 ICI（DAVY）冷激型、Lurgi 管式两段等温、Linde 等温盘管、气冷-水冷串联式低压、低压均温绕管水冷式等几种常见甲醇合成工艺。现如今，甲醇合成已经成为煤化工的关键技术之一。所以，如何对甲醇合成技术进行升级改造，摆脱传统甲醇合成工艺存在的问题，创新发展现代甲醇合成工艺是今后煤制甲醇行业主要研究趋势。

参考文献：

[1]路绳治.对甲醇合成工艺现状的有关思考[J].当代化工研究，2018，08：163-164.

[2]骆定法，李耕.国内外甲醇市场状况及合成工艺进展[J].洁净煤技术2006，（02）：103-105.

[3]夏春涛.甲醇合成工艺过程与操作控制优化的分析[J].山东工业技术，2019，285（07）：59.