合成甲醇過程中結(jié)蠟的原因及預(yù)防處理措施(正式)

1、執(zhí)行方案樣本| BUSINESS PLAN合成甲醇過程中結(jié)蠟的原因及預(yù)防處理措施（正式）Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In TheOrganization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.編訂：單位：時(shí)間：Word格式/完整/可編輯文件編號：KG-A0-5610-41合成甲醇過程中結(jié)蠟的原因及預(yù)防處理措施（正式）使用備注：本文檔可用在日常工作場景，通過對目的、要求、方

2、式、方法、進(jìn)度等進(jìn)行 具體' 周密的部署，從而使得組織內(nèi)人員按照既定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求進(jìn)行操作，使日常 工作或活動(dòng)達(dá)到預(yù)期的水平。下載后就可自由編輯。1前言甲醇是重要的基本有機(jī)化工原料之一，廣泛用作 溶劑和生產(chǎn)甲醛、醋酸、甲基叔丁基醴、甲胺、酯類、 醫(yī)藥、農(nóng)藥等系列產(chǎn)品，并具有燃料應(yīng)用的巨大潛在 市場。目前，在使用天然氣、石油氣或煤造氣合成粗甲 醇的過程中，無論是單醇廠還是聯(lián)醇廠，均發(fā)現(xiàn)有不 同程度的高碳鏈碳?xì)浠衔锛笆灮蜕?。尤其是?lián) 醇廠，受到與合成氨聯(lián)產(chǎn)條件的制約：規(guī)模偏小，一 些設(shè)備因陋就簡，原料氣凈化條件差，又要求高壓操 作，使得生產(chǎn)長期以來存在結(jié)蠟比較嚴(yán)重的問題。粗甲醇產(chǎn)品

3、中一旦有石蠟存在，后工序根本無法 去除。雖然石蠟對精甲醇產(chǎn)品的質(zhì)量影響不大，但對 甲醇合成、精儲等工序有較大的影響。其沉積在合成 塔內(nèi)件下部換熱器出口端、水冷器管壁及連接管道、 甲醇分離器內(nèi)，情況嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成水冷器、甲醇分 離器等設(shè)備及管道、閥門的堵塞，甚至連溫度較高的 甲醇合成塔出口管也會(huì)被石蠟堵塞，將直接影響生產(chǎn) 的正常進(jìn)行，有時(shí)可能被迫停產(chǎn)清蠟。因此分析甲醇 生產(chǎn)過程中石蠟產(chǎn)生的原因，避免或減少結(jié)蠟是非常 重要的。2石蠟的性質(zhì)石蠟是高級烷燒混合物，即脂肪族煌類，分子式 為 CnH2n+ 2,比重為 0. 786-0. 800g/mI,熔點(diǎn)在 37 以上，沸點(diǎn)在343以上。3甲醇合成中石

4、蠟生成的原因甲醇合成過程中，在下述條件下的反應(yīng)，可能促 成石蠟的產(chǎn)生。在較低的反應(yīng)溫度、銅基催化劑床層中含有極少 量鐵、鉆、鎮(zhèn)等第八族元素時(shí)則可能生成燃類；而當(dāng) 催化劑床層中混有少量社時(shí)，就可能有相當(dāng)量的煌類生成：nC0 + 2nH2= (CH2) n + nH20 + Q原料氣中存在水蒸氣時(shí)，在含有鐵的催化劑床層 上一氧化碳還會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：3C0 + H20 = CH2 + 2C02結(jié)合以上兩個(gè)反應(yīng)，在甲醇的生產(chǎn)過程中，石蠟 產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，不但與催化劑、原料氣、甲醇 塔的結(jié)構(gòu)及材質(zhì)有關(guān)，而且還與合成反應(yīng)的工藝條件 以及操作方法有關(guān)。1 .1催化劑的原因1.1.1 催化劑生產(chǎn)過程中的原

5、因生產(chǎn)催化劑的過程中所使用的設(shè)備、管道有的是 碳鋼制成的，在催化劑與其接觸時(shí)可能帶入了少量的 鐵、銀元素，在沉淀的過程中也可能由所使用的蒸汽 帶入鐵；另外，對沉淀物進(jìn)行洗滌時(shí)，由于洗滌程度 不夠，很可能將鈉鹽帶入到催化劑中，鐵、銀、鈉堿 性金屬是生成蠟的催化劑。同樣，新催化劑在貯運(yùn)、充裝過程中與鐵制容器 接觸，容器上的鐵銹會(huì)粘附在催化劑表面或摻雜到催 化劑中，如果在合成塔裝填催化劑時(shí)未清除干凈，也 會(huì)進(jìn)入合成塔。另外，當(dāng)催化劑中含有少量Si02或其它酸性氧化 物時(shí)，也會(huì)促進(jìn)石蠟的生成。1.1.2 催化劑使用過程中的原因使用銅基催化劑生產(chǎn)甲醇的工藝中，隨著使用時(shí) 間的增加，特別是催化劑使用中、后

6、期，會(huì)在粗甲醇 產(chǎn)品、設(shè)備、管道中結(jié)蠟。原因是受催化劑選擇性的 限制，甲醇生產(chǎn)時(shí)不可避免的會(huì)伴有少量甲酸及其它 有機(jī)酸生成，而生產(chǎn)甲醇所用的設(shè)備幾乎都是碳鋼， 因此使設(shè)備及管道產(chǎn)生腐蝕。原料氣中又有一定濃度 的CO,腐蝕后的鐵、鎮(zhèn)以及由催化劑自身帶入的鐵、 鎮(zhèn)與原料氣中的CO在適宜的壓力和溫度下有生成鍛 基鐵Fe (CO) 5、城基鎮(zhèn)Ni (CO) 4的可能，生成物通 過揮發(fā)、分解、氣流夾帶的方式沉積在催化劑表面上， 導(dǎo)致其活性下降，這樣就使催化劑具備了生成脂肪燃 的條件。生產(chǎn)實(shí)踐證明，催化劑連續(xù)運(yùn)行時(shí)間越長，皴基 鐵、城基鎮(zhèn)在催化劑表面積累量就越多，脂肪燒生成 量也隨之增加，結(jié)蠟現(xiàn)象也就增多

7、。2 .2甲醇塔內(nèi)件的原因甲醇合成塔內(nèi)件的結(jié)構(gòu)對合成甲醇至關(guān)重要，如 果內(nèi)件設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)情況不符，會(huì)導(dǎo)致催化劑床層 溫差大、溫度難控制，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致石蠟的產(chǎn)生。另如 果設(shè)計(jì)不當(dāng)，使?jié)櫥驮谏a(chǎn)過程中進(jìn)入銅基催化劑 也容易結(jié)蠟，潤滑油是有機(jī)烷燒類，遇到銅基催化劑 可生成高碳鏈的脂肪煌類的蠟。3 .3操作條件的原因4 . 3. 1合成反應(yīng)溫度的原因目前各廠使用的銅基催化劑主要都是由銅、鋅、 鋁（或添加少量的銘、鈕等）組成，甲醇合成反應(yīng)中， 在不太高的溫度、壓力下，就會(huì)具有很好的活性，并 對合成甲醇有極高的選擇性，而銅基催化劑中的Ah Na等在一定溫度、壓力下，也會(huì)促進(jìn)CO與H2進(jìn)行反 應(yīng)生成石蠟。

8、生產(chǎn)實(shí)踐證明：在甲醇生產(chǎn)過程中合成 塔反應(yīng)溫度控制得太低，使入塔氣在低于催化劑正常 活性溫度的情況下進(jìn)入催化劑層，生成的粗甲醇中就 會(huì)帶有大量石蠟，主要是在開車投料階段，合成塔反 應(yīng)溫度還未達(dá)到正常操作值以及在停車過程中，合成 塔反應(yīng)溫度下降，而原料氣又未置換干凈。這兩個(gè)階 段產(chǎn)生石蠟最多1。另有資料顯示，合成塔床層溫度 在185215,結(jié)蠟現(xiàn)象比較嚴(yán)重。操作中溫度波動(dòng)幅度大，也易結(jié)蠟。合成甲醇反 應(yīng)中，副反應(yīng)具有較高的活化能，對反應(yīng)溫度更敏感， 提高溫度更有利于副反應(yīng)的進(jìn)行。例如，對于銅基催 化劑，當(dāng)反應(yīng)溫度超過300時(shí)，就容易發(fā)生甲烷化 反應(yīng)。甲烷含量的增加間接地加速了石蠟的產(chǎn)生。5 .

9、3. 2合成反應(yīng)壓力的原因合成甲醇時(shí)壓力越高會(huì)使合成反應(yīng)向生成高級烷 燃的方向移動(dòng)，結(jié)蠟的機(jī)率也越大。因?yàn)榛皖惿煞磻?yīng)是一個(gè)體積減小的反應(yīng)，反應(yīng) 物的體積比生成物體積大得多，提高壓力有利于副反 應(yīng)的進(jìn)行，這些副反應(yīng)發(fā)生時(shí)，反應(yīng)前后其體積收縮 程度較合成甲醇反應(yīng)更明顯，生成煌類的碳鏈越長， 反應(yīng)體積變化越大。因此生成煌類的碳鏈長度與反應(yīng) 壓力有關(guān)，壓力越高、生成燃類的碳鏈越長。6 .3.3空速的原因甲醇合成過程中，合成氣與催化劑接觸時(shí)間的控 制，是通過調(diào)節(jié)合成循環(huán)氣的空速來實(shí)現(xiàn)的?？账俑?， 合成原料氣與催化劑接觸時(shí)間短，產(chǎn)品純度高，副產(chǎn) 物少；空速低，合成塔原料氣與催化劑接觸時(shí)間長， 轉(zhuǎn)化率高，

10、但純度下降，石蠟等副產(chǎn)物增多。7 . 3.4原料氣的原因入塔原料氣中CO含量過高，副反應(yīng)增多，生成脂 肪燒類機(jī)會(huì)多，結(jié)蠟也就增多。合成塔原料氣的進(jìn)氣 溫度也會(huì)影響石蠟的生成，進(jìn)塔氣溫控制得過高，合 成原料氣中的水蒸氣在含帶鐵的催化劑作用下與CO 反應(yīng)產(chǎn)生石蠟，同時(shí)還會(huì)生成乙醇。 3.4開停車 的原因頻繁的開停車也是造成結(jié)蠟的一個(gè)原因。開車投 料階段，合成塔反應(yīng)溫度還未達(dá)到正常操作值，反應(yīng) 氣通過合成塔低溫反應(yīng)區(qū)時(shí)易產(chǎn)生石蠟；停車階段， 系統(tǒng)置換不徹底，未置換凈的CO、H2通過合成塔低溫 反應(yīng)區(qū)也易產(chǎn)生石蠟。4結(jié)蠟現(xiàn)象對甲醇生產(chǎn)的影響4.1 結(jié)蠟會(huì)影響甲醇的產(chǎn)率由于副產(chǎn)品中石蠟的熔點(diǎn)為37左右，

11、當(dāng)出甲醇 水冷器的合成循環(huán)氣溫度降至40左右時(shí)，其中的石 蠟會(huì)被冷凝下來，形成粘稠狀液體,分別粘附在管道、 甲醇水冷器、甲醇分離器的管壁上，增加了管壁的厚 度，影響甲醇水冷器的冷卻效果，出塔氣在甲醇水冷 器中得不到充分冷卻，使得出甲醇水冷器的氣體溫度 升高，造成了氣相中的甲醇不能被全部冷凝，使分離 后合成循環(huán)氣中帶有甲醇，當(dāng)此合成循環(huán)氣返回合成 塔時(shí)，由于進(jìn)塔氣中含有甲醇，從而影響了甲醇的轉(zhuǎn) 化率，造成甲醇單程合成率下降，影響甲醇產(chǎn)量，增 加生產(chǎn)成本。4.2 結(jié)蠟造成阻力增大，增加了動(dòng)力消耗石蠟的產(chǎn)生勢必使管道的阻力增大，從而增加了 動(dòng)力的消耗。當(dāng)結(jié)蠟嚴(yán)重時(shí)，更會(huì)造成甲醇水冷器的 管道堵塞，甚

12、至使甲醇分離器及合成塔出口管道也會(huì) 被堵塞，引起停車、停產(chǎn)，給生產(chǎn)帶來不穩(wěn)定因素， 造成極大的浪費(fèi)和損失。5結(jié)蠟現(xiàn)象的預(yù)防及處理1.1 提高催化劑的質(zhì)量提高催化劑的質(zhì)量，不僅是為了提高甲醇的產(chǎn)量 與質(zhì)量，對合成甲醇過程中出現(xiàn)的結(jié)蠟現(xiàn)象也相當(dāng)重 要。合成甲醇過程中，在催化劑表面上存在著合成甲 醇反應(yīng)與諸多副反應(yīng)的競爭，如果催化劑對甲醇合成 的反應(yīng)具有良好的選擇性，相對來說抑制了副反應(yīng)的 發(fā)生。降低催化劑中有害雜質(zhì)的含量，尤其是鐵、銀、 鈉、硅等元素，能減少生產(chǎn)中石蠟的產(chǎn)生。1.2 甲醇塔內(nèi)件設(shè)計(jì)要合理甲醇合成反應(yīng)過程中，放熱量大，需移去的反應(yīng) 熱多；催化劑有效活性溫度范圍窄；有效氣體成份如CO的

13、波動(dòng)對床層溫度影響大，所以對甲醇合成塔內(nèi)件 的設(shè)計(jì)要求比較高。選擇一種符合生產(chǎn)工藝狀況，工藝參數(shù)易控制的 甲醇合成塔內(nèi)件對減小溫度波動(dòng)幅度至關(guān)重要，從而 減少結(jié)蠟現(xiàn)象的產(chǎn)生。5. 3原料氣要凈化干凈原料氣必須凈化干凈，加高常溫脫硫槽，增裝碳 基鐵鎮(zhèn)吸附劑，通過增加預(yù)洗甲醇量，可以加強(qiáng)對碳 基鐵鎮(zhèn)的脫除。原料氣中co的含量不能過高,可適當(dāng) 提高C02的含量，因?yàn)镃02存在能降低副產(chǎn)物石蠟等 的生成。6. 4選擇合理的操作條件在合成甲醇過程中，應(yīng)盡量避開易產(chǎn)生石蠟的合 成反應(yīng)溫度區(qū)。前期，不可避免地存在低溫操作，容 易產(chǎn)生班基鐵，因此在后期生產(chǎn)時(shí)應(yīng)盡量避免低溫操 作。由于溫度大幅度的波動(dòng)以及超溫也

14、會(huì)導(dǎo)致石蠟的 產(chǎn)生，在生產(chǎn)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制溫度的波動(dòng)。有資料 稱,高溫超過260,低溫低于210,容易生成石蠟， 第12頁/總14頁執(zhí)行方案樣本| BUSINESS PLAN分離器中的“熱帶”操作法。這樣可暫時(shí)維持較長時(shí) 間的正常生產(chǎn)，等停車檢修時(shí)再對設(shè)備管道進(jìn)行清蠟 工作。具體操作方法如下：在正常生產(chǎn)運(yùn)行過程中，當(dāng)甲醇水冷器的操作溫 度明顯升高，說明管道結(jié)蠟現(xiàn)象比較嚴(yán)重時(shí)，可以將 甲醇水冷器的冷卻水進(jìn)、出口閥關(guān)閉，人為升高甲醇 水冷器操作溫度（注意進(jìn)、出口閥不能關(guān)閉太久，具 體時(shí)間依合成循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)、出口溫度不超過正常控 制溫度為準(zhǔn)）。將甲醇水冷器中的石蠟熔化并通過合成 循環(huán)氣帶入甲醇分離器中，由于甲醇分離器體積較大, 結(jié)蠟現(xiàn)象不太嚴(yán)重時(shí)，是不會(huì)影響生產(chǎn)的，經(jīng)過“熱 帶”清蠟后，甲醇水冷器的操作溫度會(huì)明顯下降。而 帶入甲醇分離器中的石蠟，等有停車檢修的機(jī)會(huì)時(shí)， 再進(jìn)行清洗。6結(jié)束語甲醇生產(chǎn)過程中，結(jié)蠟現(xiàn)象普遍存在，對甲醇的 生產(chǎn)也造成了一定的不利影響。石蠟產(chǎn)生的原因比較 復(fù)雜，其中包