乙炔尾氣制甲醇在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究

王廣選 雷生珍（青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)有限公司，青海 格爾木 816099）

乙炔尾氣制甲醇在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及研究

王廣選 雷生珍（青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)有限公司，青海 格爾木 816099）

乙炔尾氣是當(dāng)前最佳可用于制甲醇的原料氣，其投資少、價(jià)格低、能量高、生產(chǎn)成本低，即便是國(guó)際市場(chǎng)上甲醇的銷(xiāo)售價(jià)格低迷，也會(huì)有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此，乙炔尾氣制甲醇的經(jīng)濟(jì)效益較佳。本文首先闡述了甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)展，其次，深入分析了工業(yè)生產(chǎn)中乙炔尾氣合成甲醇技術(shù)的應(yīng)用，具有一定的參考價(jià)值。

乙炔尾氣；甲醇；工業(yè)生產(chǎn)；應(yīng)用

甲醇既可作為燃料，又可作為丙烯、乙烯的生產(chǎn)原料，還可應(yīng)用到很多其它領(lǐng)域，屬于市場(chǎng)上需求量較大的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球10%的甲醇被應(yīng)用于能源工業(yè)，90%的甲醇被應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)，而且甲醇的需求量每年還呈現(xiàn)出平均5%的增長(zhǎng)比例，特別是亞洲地區(qū)的甲醇需求量更加旺盛，每年平均增速達(dá)到了10.3%，約占全球的43.9%。最新研究表明：中國(guó)在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)會(huì)大幅度提高對(duì)于甲醇的需求量，預(yù)計(jì)2020年的甲醇消費(fèi)量將達(dá)到4000萬(wàn)噸。因此，實(shí)現(xiàn)甲醇大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)就顯得尤為重要。石腦油、天然氣、渣油、煤，甚至工業(yè)尾氣均可作為甲醇的生產(chǎn)原料，乙炔生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)原料為天然氣，而其副產(chǎn)的乙炔尾氣則是當(dāng)前最佳可用于制甲醇的原料氣，其投資少、價(jià)格低、能量高、生產(chǎn)成本低，即便是國(guó)際市場(chǎng)上甲醇的銷(xiāo)售價(jià)格低迷，也會(huì)有很好的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此，乙炔尾氣制甲醇的經(jīng)濟(jì)效益較佳。本文就乙炔尾氣制甲醇在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)展

德國(guó)BASF公司在1923年全球首次在高溫（360攝氏度-400攝氏度）、高壓（20～30 MPa）的環(huán)境下利用“鋅鉻催化劑+H2+CO”下工業(yè)化實(shí)現(xiàn)了甲醇的合成生產(chǎn)；而后甲醇的工業(yè)生產(chǎn)迎來(lái)了快速發(fā)展的時(shí)代，很多新型方法都陸續(xù)出現(xiàn)，很快就在脫硫技術(shù)的推動(dòng)下成功研制出了銅系催化劑。由于銅系催化劑的反應(yīng)溫度只有240～300攝氏度，且活性較高，能夠在5.0 MPa的壓力下就能夠達(dá)到很高的甲醇產(chǎn)率；并且還能夠讓甲醇質(zhì)量得以大幅度提高，并且還能夠降低原料氣的消耗量及副反應(yīng)。而到目前，烴類(lèi)加工尾氣、天然氣又成為了甲醇合成技術(shù)的主要生產(chǎn)原料。工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐證明：與固體為原料相比，天然氣為原料來(lái)合成甲醇的投資會(huì)大幅度降低50%；而乙炔尾氣制甲醇的經(jīng)濟(jì)效益往往更好。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家采用天然氣制甲醇占到了甲醇年產(chǎn)量的70%，而用煤制甲醇僅占到了甲醇年產(chǎn)量的2%，但是乙炔尾氣制甲醇在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用率在最近幾年得到了較大幅度的上升。

2 工業(yè)生產(chǎn)中乙炔尾氣合成甲醇技術(shù)的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)中乙炔尾氣合成甲醇技術(shù)的應(yīng)用示意圖如圖1所示，由圖可知：乙炔尾氣在通過(guò)壓縮、脫硫、加氫將無(wú)機(jī)硫、有機(jī)硫去除干凈，并且還會(huì)將可能會(huì)影響到后續(xù)合成工藝的乙炔、氧氣、乙烷等氣體去除點(diǎn)，再補(bǔ)氫——再壓縮之后，就可以進(jìn)入到一定反應(yīng)溫度（220～225℃）、一定合成壓力（5.0MPa）的合成工序。通過(guò)閃蒸工序，可將粗甲醇的輕組分除去，而后再利用三塔精餾，這樣一來(lái)，就能夠最終生產(chǎn)出質(zhì)量上佳的“AA級(jí)”精甲醇。

圖1 工業(yè)生產(chǎn)中乙炔尾氣合成甲醇技術(shù)的應(yīng)用示意圖

乙炔尾氣合成甲醇技術(shù)工藝中最為關(guān)鍵的兩個(gè)工序就是甲醇合成和甲醇精餾。

（1）甲醇合成

甲醇合成裝置主要基于項(xiàng)目的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)特點(diǎn)而定，管殼式等溫合成塔（壓力為5.0MPa）是當(dāng)前最常用的甲醇合成裝置，反應(yīng)熱能夠通過(guò)中壓蒸汽（副產(chǎn)品）。甲醇合成工藝已經(jīng)成功在我國(guó)運(yùn)用了三十多年，技術(shù)成熟、工藝可靠、操作穩(wěn)定。

（2）甲醇精餾

甲醇精餾既可采用三塔精餾的方式，又可采用兩塔精餾的方式。其中，三塔精餾的蒸汽耗量較低，但是投資較高；而兩塔精餾則恰恰相反，雖然蒸汽耗量很大，但是投資很低。為了能夠最大限度地提高甲醇收率，并且對(duì)裝置內(nèi)的低壓蒸汽、低位能熱量進(jìn)行平衡，采用三塔精餾的方式較佳，能夠便于生產(chǎn)出“AA級(jí)”產(chǎn)品。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，利用天然氣部分氧化制乙炔的尾氣來(lái)合成甲醇，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)，既能夠?qū)μ烊粴膺M(jìn)行最大限度地利用，又能夠讓生產(chǎn)簡(jiǎn)潔快速，而且乙炔尾氣的組成成分與甲醇的組成成分近似，能夠直接降低生產(chǎn)成本，安全可靠，值得大規(guī)模推廣應(yīng)用。

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