26

四川化工

第

24

卷

2021

年第

1

期

甲醇合成低负荷运行入塔气组分的控制

陈安明

(宁夏和宁化学有限公司

，

宁夏银川

，

750409)

摘

要

某公司甲醇合成装置低负荷(约

40%)

运行时

，

甲醇合成塔入塔气

CO?

体积分数

非

常低,

CO

单

程转化率急剧下降

，

不能满足生产需求

，

粗甲醇中杂质含量大幅增加

，

合成反应工况恶化

。

本文就

该公司甲醇合成装置低负荷运行入塔气组分的控制进行讨论

。

关键

词

：

甲醇合成

低负荷

组分

控制

某公司一期项目是以煤为原料

，

年产

40

万吨合

成氨

、

20

万吨

甲醇和

70

万吨

尿素

。

甲醇装置和氨

合成装置并联

，

共用一套煤气化装置

，

一部分粗煤气

经三段耐硫变换

、

低温甲醇洗和液氮洗工序后送往

氨合成装置生产液氨;另一部分未经变换的粗煤气

经低温甲醇洗工序后送往甲醇装置生产甲醇

，

生产

运行过程中

，

根据甲醇

、

液氨和尿素的市场情况调整

粗煤气的分配量

。

其中

，

甲醇合成装置使用

Lurgi

式甲醇合成塔

，

2016

年

4

月更换

XNC-98

新催化

剂

，

截止

2020

年

5

月累计运行

33783

小时

，

累计生

产精甲醇

1188255

吨,每立方米催化剂精甲醇产量

已达到

2.

5

万吨

，

装置仍然运行稳定

。

1

甲

醇

合

成原理

甲醇合成装置采用

Lurgi

低压法合成甲醇工

艺

，

在

7.

0MPa

和

225'

的条件下

，

利用三元催化剂

CuO-ZnO-AlO3

使

CO

、

H

2

、

CO?

发生反应,最后生

成甲醇

。

反应的化学方程式为

：

CO+2H

2

*

+

CH

3

OH

CO

2

+3H

2

*

+

CH

3

OH+H

2

O

副反应有

：

2CO+4H

2

*

+(

CH

3

)

2

O+3H

2

O 

2CO+4H

2

*

+

C

2

H

5

OH+H

2

O

CO

2

+4H

2

*

+

CH

4

+2H

2

O

4CO+8H

2

*

+

C

4

H

9

OH+3H

2

O

此外,还有甲酸甲酯

，

乙酸甲酯及其他的高级

从化学反应方程式来看

，

H

2

与

CO

合成甲醇的

摩尔比为

2

：

1,H

2

与

CO?

合成甲醇的摩尔比为

3

：

1

，

CO

、

CO2

同时存在时,新鲜气氢碳比应满足以下比

：

f=(H

2

—

CO

2

)/(

CO+CO

2

)

，

2.

05

2

装置运行现状

该公司煤气化装置出口的正常有效气量

(CO+

H

2

)

：

171350Nm

3

/h

,

最大有效气量

(

CO

+

H

2

)

：

188485Nm

3

/

h

。

按照以下两种基准工况运行

：

工况一:合成氨装置液氨产量

54.

8t/h,

甲醇装 

置精甲醇产量

27.

3t/h

。

工况二:甲醇装置精甲醇产量

41.

7t/h,

合成氨

装置液氨产量

39.

7t/h

。

气化炉单台运行或者两台气化炉不能

100%

负

荷运行时

,

甲醇装置负荷需要低负荷(约

40%)

运

行

，

此时

，

低温甲醇洗甲醇合成气洗涤塔出口甲醇合

成气中

CO?

体积分数

非

常低

，

甲醇合成塔

CO

单程

转化率大幅下降

，

最低降至

30

%,

粗甲醇中杂质含

量增加

3

+

4

倍

，

乙醇含量高达

906.

15ppm

。

因此,

甲

合成在

负

!

达到

质

、

行!

合成气组分的优化控制显得尤为重要

。

3

CO2

的

控

制

co

是甲醇生产过程中的主要碳源之一

，

在铜

基催化反应过程中

，

加入少量

CO

2

可以大幅提高反

应速率和延长催化剂寿命

，

其作用机理还存在许多