甲醇合成结腊的原因及处理

第33卷第4期化工设计通讯Vol.33 No.42007年12月Chemical Engineering Design CommunicationsDec.2007甲醇合成结腊的原因及处理徐美同(兖矿鲁南化肥厂工程设计开发处山东滕州277527)摘要:介绍了甲醇合成结腊的生成原理 、危害预防及处理方法,指出如何消除石腊是甲醇生产方面一项重要的课题。关键词:石蜡;甲醇产率;催化剂;反应温度中图分类号:TQ223.12*1文献标识码:A文章编号:1003 - 6490(2007)04- 0012-041MPa压力下发生反应:0引言CO+2H2-→(CH2)+ H2(3)催化剂中含有铁或钠、镁等碱金属,在0.01在使用铜基催化剂合成粗甲醇的生产中,常有高- 4MPa压力下,180~ 300C时会发生生成石蜡反应。碳链的碳氢化合物及石蜡的生产。结腊严重时会引180- 350C2C0+ H2 :(CH2) + CO2 .起甲醇水冷器、甲醇分离器堵塞,更严重时被迫停车(4)原料气中存在水蒸气时,在羰基铁催化作用清蜡。因此,研究石蜡生产机理和消除石腊是摆在甲下发生反应醇生产人员面前一项重要的课题。CO+ H2(g)-→(CH2) + CO21石蜡生成的机理2结腊对甲醇生产的危害石蜡是多种高级烷烃的混合物,即脂肪烃类,分2.1结腊降低了甲醇产率子式为CnH2n+ 2,熔点在70C左右。以H2和CO为结腊主要发生在水冷器和甲醇分离器,结腊的程原料,使用不同催化剂或用同一种催化剂在不同工艺度从水冷器后的温度可以看出。结腊降低了水冷器.条件下,会生成不同的产品。在下列条件下CO和H2的冷却效果,出塔气在水冷器中得不到充分的冷却,会生成脂肪烃。(1)催化剂中含铁、钴、镍等第八族元素时,有以因此进入分离器后也不能全部有效分离,使得循环气中带有少量甲醇,一般含量为0.5%左右，含甲醇循下反应:环气返回塔内,恶化了塔内反应,易生成高级醇等杂CO+ H2150+ 400C，>CH4 + H20质,从而影响CO转化率,影响甲醇的产量和质量。150- 4002CH4→CH6+ H22.2增加了 设备维护费用(2)催化剂中含有钴、钼、氧化钍,在0.01 ~由于结腊使得出水冷器温度过高,加上甲醇分离收稿日期:2007-11-20伤寿箐數籍美同(1971- ),男,山东滕州人,工程师,主要从事化工工程设计及研究开发工作。联系电话:0632 - 2362712第4期徐美同:甲醇合成结腊的原因及处理13器效果差,气液分离不好,液体甲醇被带人压缩机循压力越高,空速越大越容易使合成反应向生成脂肪烃环段,产生液击,减少了压缩机的使用寿命,增加了设的方向进行,生成烃类的碳链也就越长结腊的几率备维修费用。也就越大。2.3严重时被迫停车4)频繁的开停车也是造成结腊的一个原因。开结腊严重时被迫停车,造成产品损失和维修费用车 投料阶段合成塔反应温度还未达到正常操作温度,增加。反应气通过合成塔低温反应区易产生结腊。停车阶段,系统置换不彻底,未置换净的CO、H23甲醇合成结蜡的原因通过合成塔低温反应区也易产生石蜡。为此我们要求停车置换要快要彻底。1)与铁及第八族元素的存在有关。甲醇生成的设备大都是碳钢,甲醇生产时常有少量甲酸及其它有4结腊的预防及处理机酸产生,使设备产生腐蚀,腐蚀后的铁质与原料气中CO反应生成羰基铁Fe(CO)s,带人催化剂表面，由于结腊的缘故,我厂循环气中甲醇含量约在使催化剂具备生成脂肪烃的条件。从实践得出,催化0.5%左右,初步估算年损失甲醇应在1 800t左右,损剂运行时间越长,铁在催化剂上的积累就越多,高级失可谓触目惊心。.烷烃生成量随之增加。预防工作要做到以下几点:2)与合成反应温度有关1)原始开车前要进行彻底吹扫,尽量不使铁质进我厂使用的NC306型低压甲醇合成催化剂由人催化剂层;Cu0、Zn0、Al2O3、Na0等组成。铜基催化剂中Al、2)正常开车要尽量避开易结腊的低温区(范围Na等在- -定温度 、压力下会促进CO与H2反应生成185 ~ 215C),停车置换要彻底,CO + C02<0.5%;石蜡。实践证明:在甲醇生成过程中合成塔床层温度3)严格控制好压力及空速,空速一般控制在控制的太低,使人塔气在低于催化剂正常活性温度的8 000~ 10 000h-'。情况下进入催化剂层,生成的粗甲醇中就会含有大量结腊比较严重时,我们通常利用系统短停的机会石蜡。经过几年的摸索操作,合成塔床层温度在185进行除蜡。在水冷器壳程的上水管处加一蒸汽管,先~ 215C结腊现象比较严重。因此在生产过程中应尽把水冷器上回水阀关死，然后通人蒸汽,管程内壁附量避开这- -温度区。着的腊受热熔化流出,从而达到除蜡的目的,俗称“煮3)与合成反应的压力及空速有关蜡”,煮蜡后的水冷器又恢复到以前的冷却效果。煮烃类生成的反应是一个体积大大减小的反应。蜡以后，甲醇产量的稳定下来。本刊采用国际期刊界通行的大16 开本胶印,封皮及插页欢迎订阅2008年《低溫与特气》全彩色印刷,广告页面设计精美,内文印刷字迹清晰,图表均采用电脑制作。欢迎订阅投稿及刊登广告。《低温与特气》创刊于1983 年,是由光明化工研究设计《低温与特气》为双月刊。2008年国内每期定价15元,全院、全国特种气体信息站共同主办的国内外公开发行的科技年90元(含邮费),国内读者可在全国各地邮局订阅(邮发代期刊，国内统-刊号CN21 - 1278/TQ, 国际标准刊号ISSN号8- 261),也可直接从编辑部订阅。国外读者可通过中国出1007 - 7804,广告经营许可证号21021 200002606版对外贸易总公司(北京782信箱,邮编100)订阅,国外发《低温与特气>主要报道低温与制冷技术以及特种气体领行代号DK21015。域有关理论探讨、应用实践、技术展望等方面的最新研究成地址:大连市甘井子区甘北路34号《低温与特气>编辑部果。本刊设有综述评论.工艺与设备、低温与制冷、应用技术、邮政编码:(116031)分析与测试特气制备、技术讲座、消息报道等栏目,以技术型电话:0411- 85961021 85961022和实用性为主兼具学术性和信息性。读者对象为石油化工、传真:0411-85961021 联系人:田波制冷、电子、航空航天、环保、医药、食品等行业的科研人员和E- mail: DWTQ@ chinajournal. net.cn;工程技术分数施及高等院校相关专业师生。dwytq@ periodicals. net.cn