甲醇合成結臘的原因及處理

第33卷第4期化工設計通訊Vol.33 No.42007年12月Chemical Engineering Design CommunicationsDec.2007甲醇合成結臘的原因及處理徐美同(兗礦魯南化肥廠(chǎng)工程設計開(kāi)發(fā)處山東滕州277527)摘要:介紹了甲醇合成結臘的生成原理 、危害預防及處理方法,指出如何消除石臘是甲醇生產(chǎn)方面一項重要的課題。關(guān)鍵詞:石蠟;甲醇產(chǎn)率;催化劑;反應溫度中圖分類(lèi)號:TQ223.12*1文獻標識碼:A文章編號:1003 - 6490(2007)04- 0012-041MPa壓力下發(fā)生反應:0引言CO+2H2-→(CH2)+ H2(3)催化劑中含有鐵或鈉、鎂等堿金屬,在0.01在使用銅基催化劑合成粗甲醇的生產(chǎn)中,常有高- 4MPa壓力下,180~ 300C時(shí)會(huì )發(fā)生生成石蠟反應。碳鏈的碳氫化合物及石蠟的生產(chǎn)。結臘嚴重時(shí)會(huì )引180- 350C2C0+ H2 :(CH2) + CO2 .起甲醇水冷器、甲醇分離器堵塞,更嚴重時(shí)被迫停車(chē)(4)原料氣中存在水蒸氣時(shí),在羰基鐵催化作用清蠟。因此,研究石蠟生產(chǎn)機理和消除石臘是擺在甲下發(fā)生反應醇生產(chǎn)人員面前一項重要的課題。CO+ H2(g)-→(CH2) + CO21石蠟生成的機理2結臘對甲醇生產(chǎn)的危害石蠟是多種高級烷烴的混合物,即脂肪烴類(lèi),分2.1結臘降低了甲醇產(chǎn)率子式為CnH2n+ 2,熔點(diǎn)在70C左右。以H2和CO為結臘主要發(fā)生在水冷器和甲醇分離器,結臘的程原料,使用不同催化劑或用同一種催化劑在不同工藝度從水冷器后的溫度可以看出。結臘降低了水冷器.條件下,會(huì )生成不同的產(chǎn)品。在下列條件下CO和H2的冷卻效果,出塔氣在水冷器中得不到充分的冷卻,會(huì )生成脂肪烴。(1)催化劑中含鐵、鈷、鎳等第八族元素時(shí),有以因此進(jìn)入分離器后也不能全部有效分離,使得循環(huán)氣中帶有少量甲醇,一般含量為0.5%左右，含甲醇循下反應:環(huán)氣返回塔內,惡化了塔內反應,易生成高級醇等雜CO+ H2150+ 400C，>CH4 + H20質(zhì),從而影響CO轉化率,影響甲醇的產(chǎn)量和質(zhì)量。150- 4002CH4→CH6+ H22.2增加了 設備維護費用(2)催化劑中含有鈷、鉬、氧化釷,在0.01 ~由于結臘使得出水冷器溫度過(guò)高,加上甲醇分離收稿日期:2007-11-20傷壽箐數籍美同(1971- ),男,山東滕州人,工程師,主要從事化工工程設計及研究開(kāi)發(fā)工作。聯(lián)系電話(huà):0632 - 2362712第4期徐美同:甲醇合成結臘的原因及處理13器效果差,氣液分離不好,液體甲醇被帶人壓縮機循壓力越高,空速越大越容易使合成反應向生成脂肪烴環(huán)段,產(chǎn)生液擊,減少了壓縮機的使用壽命,增加了設的方向進(jìn)行,生成烴類(lèi)的碳鏈也就越長(cháng)結臘的幾率備維修費用。也就越大。2.3嚴重時(shí)被迫停車(chē)4)頻繁的開(kāi)停車(chē)也是造成結臘的一個(gè)原因。開(kāi)結臘嚴重時(shí)被迫停車(chē),造成產(chǎn)品損失和維修費用車(chē) 投料階段合成塔反應溫度還未達到正常操作溫度,增加。反應氣通過(guò)合成塔低溫反應區易產(chǎn)生結臘。停車(chē)階段,系統置換不徹底,未置換凈的CO、H23甲醇合成結蠟的原因通過(guò)合成塔低溫反應區也易產(chǎn)生石蠟。為此我們要求停車(chē)置換要快要徹底。1)與鐵及第八族元素的存在有關(guān)。甲醇生成的設備大都是碳鋼,甲醇生產(chǎn)時(shí)常有少量甲酸及其它有4結臘的預防及處理機酸產(chǎn)生,使設備產(chǎn)生腐蝕,腐蝕后的鐵質(zhì)與原料氣中CO反應生成羰基鐵Fe(CO)s,帶人催化劑表面，由于結臘的緣故,我廠(chǎng)循環(huán)氣中甲醇含量約在使催化劑具備生成脂肪烴的條件。從實(shí)踐得出,催化0.5%左右,初步估算年損失甲醇應在1 800t左右,損劑運行時(shí)間越長(cháng),鐵在催化劑上的積累就越多,高級失可謂觸目驚心。.烷烴生成量隨之增加。預防工作要做到以下幾點(diǎn):2)與合成反應溫度有關(guān)1)原始開(kāi)車(chē)前要進(jìn)行徹底吹掃,盡量不使鐵質(zhì)進(jìn)我廠(chǎng)使用的NC306型低壓甲醇合成催化劑由人催化劑層;Cu0、Zn0、Al2O3、Na0等組成。銅基催化劑中Al、2)正常開(kāi)車(chē)要盡量避開(kāi)易結臘的低溫區(范圍Na等在- -定溫度 、壓力下會(huì )促進(jìn)CO與H2反應生成185 ~ 215C),停車(chē)置換要徹底,CO + C02<0.5%;石蠟。實(shí)踐證明:在甲醇生成過(guò)程中合成塔床層溫度3)嚴格控制好壓力及空速,空速一般控制在控制的太低,使人塔氣在低于催化劑正?；钚詼囟鹊? 000~ 10 000h-'。情況下進(jìn)入催化劑層,生成的粗甲醇中就會(huì )含有大量結臘比較嚴重時(shí),我們通常利用系統短停的機會(huì )石蠟。經(jīng)過(guò)幾年的摸索操作,合成塔床層溫度在185進(jìn)行除蠟。在水冷器殼程的上水管處加一蒸汽管,先~ 215C結臘現象比較嚴重。因此在生產(chǎn)過(guò)程中應盡把水冷器上回水閥關(guān)死，然后通人蒸汽,管程內壁附量避開(kāi)這- -溫度區。著(zhù)的臘受熱熔化流出,從而達到除蠟的目的,俗稱(chēng)“煮3)與合成反應的壓力及空速有關(guān)蠟”,煮蠟后的水冷器又恢復到以前的冷卻效果。煮烴類(lèi)生成的反應是一個(gè)體積大大減小的反應。蠟以后，甲醇產(chǎn)量的穩定下來(lái)。本刊采用國際期刊界通行的大16 開(kāi)本膠印,封皮及插頁(yè)歡迎訂閱2008年《低溫與特氣》全彩色印刷,廣告頁(yè)面設計精美,內文印刷字跡清晰,圖表均采用電腦制作。歡迎訂閱投稿及刊登廣告?！兜蜏嘏c特氣》創(chuàng )刊于1983 年,是由光明化工研究設計《低溫與特氣》為雙月刊。2008年國內每期定價(jià)15元,全院、全國特種氣體信息站共同主辦的國內外公開(kāi)發(fā)行的科技年90元(含郵費),國內讀者可在全國各地郵局訂閱(郵發(fā)代期刊，國內統-刊號CN21 - 1278/TQ, 國際標準刊號ISSN號8- 261),也可直接從編輯部訂閱。國外讀者可通過(guò)中國出1007 - 7804,廣告經(jīng)營(yíng)許可證號21021 200002606版對外貿易總公司(北京782信箱,郵編100)訂閱,國外發(fā)《低溫與特氣>主要報道低溫與制冷技術(shù)以及特種氣體領(lǐng)行代號DK21015。域有關(guān)理論探討、應用實(shí)踐、技術(shù)展望等方面的最新研究成地址:大連市甘井子區甘北路34號《低溫與特氣>編輯部果。本刊設有綜述評論.工藝與設備、低溫與制冷、應用技術(shù)、郵政編碼:(116031)分析與測試特氣制備、技術(shù)講座、消息報道等欄目,以技術(shù)型電話(huà):0411- 85961021 85961022和實(shí)用性為主兼具學(xué)術(shù)性和信息性。讀者對象為石油化工、傳真:0411-85961021 聯(lián)系人:田波制冷、電子、航空航天、環(huán)保、醫藥、食品等行業(yè)的科研人員和E- mail: DWTQ@ chinajournal. net.cn;工程技術(shù)分數施及高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生。dwytq@ periodicals. net.cn