甲醇生产过程中石蜡生成的原因及预防措施

甲醇生产过程中石蜡生成的原因及预防措施

 ,尚高仕 ,苗,帅

延长石油榆神能源化工有限责任公司  陕西 榆林 719302

摘要：甲醇生产过程存在诸多影响因素，这些因素都可能加快石蜡生成速度，当石蜡生成数量过多后，很可能对生产质量、效率造成不利影响，甚至还可能引发一系列生产安全事故。为从根本解决上述问题，本文以甲醇生产过程为核心，先行指明石蜡生成的主要危害，继而剖析石蜡生成原因，并提出科学预防石蜡生成的相关措施，以供参考。

关键词：甲醇生产；石蜡生成原因；预防措施

引言：当天然气或石油用于生产甲醇时，通常会生产富含碳的碳氢化合物和石蜡。一旦在甲醇生产中存在石蜡，后续技术落实难度较大。在生甲醇生产过程中，虽然采用不同的工艺，但在一定的位置上，如甲醇分离器、合成塔换热器底部及其连接处，或多或少会形成石蜡，这会阻塞装置，严重时，将导致甲醇无法正常生产，因此，甲醇生产应进一步关注石蜡生成原因与措施。

一、甲醇生产过程中石蜡的生成危害

1.浪费原料

石蜡通常附着在甲醇生产设备上，影响换热效果，增加水循环。分离器分离效果差，石蜡附着在分离器上，降低分离效果。当这两种情况都有严重后果时，甲醇冷却器、甲醇分离器和合成塔的排放管道都被堵塞，必须停止清除石蜡，这不仅造成生产损失，而且增加维护成本。气相酒精含量随着量的增加，甲醇在气相中携带，如尾气或空气，导致甲醇产量减少、消耗量增加、燃气量增加、浪费大量原料。

2.效果降低

石蜡一旦在生产过程出现，就会与气体一起进入分离器，在气液分离过程中，石蜡会凝固沉淀，大量的石蜡会附着在分离器上，大多数石蜡会聚集在柱底。例如，该装置使用装有超滤和丝网的分离器，丝网位于分离器内部，更容易聚集在表面，导致甲醇分离效率较低。此外，在甲醇合成过程中，副反应的增加导致大量石蜡的生成。循环冷却器水冷时，石蜡的存在会导致石蜡凝固、粘在水冷壁上并大量积聚，从而降低循环冷却器的换热效率。在严重的情况下，热交换器堵塞会导致冷却器工作效率低下。

二、甲醇生产过程中石蜡的生成原因

1.操作影响

在甲醇生产过程中操作是生成石蜡的主要原因之一，具体可分为以下几方面：（1）夏季生产期间，由于合成系统冷却换热装置换热效果差，或由于前段波动，塔源气中CO含量高，导致不良反应增多，脂肪来源碳氢化合物形成，石蜡沉积增多。随着甲醇合成催化剂的使用，甲醇合成气塔入口气体温度需要逐步提高。合成甲醇气塔入口气体温度升高导致合成甲醇柱层层温度普遍升高，石蜡生成量也随之增加。（2）甲醇合成系统在低负荷生产阶段，空间速度太低，甲醇合成处于稳态，反应速度慢，反应物和产物在催化剂表面。长期停留既有利于副反应，也有利于碳链生长反应，这加剧石蜡的形成。（3）甲醇生产时，合成塔床层温度短时间过低，导致催化剂活性温度以下的气体进入催化剂层，形成含有大量石蜡的甲醇。这种情况主要集中在合成塔反应温度达到正常运行值之前的安装和停机阶段；停机时，合成塔反应温度下降，原气未完全置换。当反应温度超过300℃时，容易发生甲烷化反应。甲烷含量的增加间接地促进了石蜡的生成。

2.催化剂影响

催化剂本就容易受多种外部因素影响，其他物质也受原料、生产形式、包装铁等因素的影响，污染对甲醇生产过程有一定的影响，导致石蜡的形成。一方面，含碳钢设备主要用于催化剂的生产过程，在催化剂接触时会受到少量铁和镍的污染。该材料作为甲醇生产石蜡的催化剂，大大提高了其生产的可能性。另一方面，催化剂的使用涉及储存和运输。在这种情况下，使用铁容器对催化剂有直接影响。特别是，固定在容器表面的铁锈很容易与催化剂混合。如果在使用前不冲洗，这将有助于在生产过程中形成石蜡。

三、甲醇生产过程中产生石蜡的预防措施

1.注意操作事项

为了从根本规避操作过程中生成石蜡，具体可采取以下措施进行预防：（1）甲醇合成时，应尽量避免反应温度区产生石蜡。起初，低温操作属于必要环节，但其中很容易产生羰基铁。因此，在后续生产中应避免低温操作。由于温度波动也会导致石蜡的形成，因此必须严格控制生产过程中的温度波动，在260℃以上和210℃以下形成低温石蜡。因此，在实际生产中应避免这种温度区。正常运行时，可选择合适的人工压力和风速，以减少石蜡沉积。（2）合成体系压力不宜过高，甲醇合成层温度不宜过高或过低，以调节轴向层温差，避免蜡易过渡温度（189～190℃）。合理控制甲醇在与原始气体反应中的成分，CO含量不宜过高以减少副反应。在生产过程中，根据催化剂使用的初始、中期和晚期，合理设置生产系统的压力和温度；运行稳定，上下游沟通良好，启动停机频率最小化；每次停堆后，系统内的反应物应以高纯度氮气取代及清除，并保持在微碳压力下，以防止空气进入大气。（3）产生石蜡的原因复杂，要从合成系统中完全去除石蜡、金属铁和其他杂质，特别是甲醇、甲醇、回流液管的水冷却器中去除石蜡、金属铁和其他杂质，必须利用装置大修的机会。清洗时，应根据机组实际情况，将石蜡机械清洗、石蜡手工清洗、蒸汽蒸煮和化学清洗有效结合起来，实现石蜡的彻底清洗。此外，在装置运作过程中，网上的除蜡方法亦可有效地加以利用。

2.选用优质催化剂

提高甲醇生产催化剂的质量，不仅可以在一定程度上防止石蜡的形成，而且可以提高甲醇的收率和质量。在生产过程中，选择高质量的催化剂可以避免副反应和甲醇反应的竞争，提高催化剂的选择性。同时，催化剂质量的提高降低了催化剂中杂质的含量，特别是铁、镍和钠的含量，降低了生成石蜡的可能性。在合成柱中填充催化剂时，必须仔细筛选催化剂，避免铁进入催化剂层，并在生产过程中减少石蜡的生成。特别是对于新装置，在装料前必须进行彻底的系统清洗和更换，以防止生锈进入合成塔和污染催化剂。

3.注重石蜡处理

甲醇合成水冷却后，温度达到42.4℃，正常调节应低于40℃。水冷却器上的止回阀完全打开，温度不能降低，换热效果发生变化。酒精分离器后添加的酒精体积分数为7002%。由于水冷后温度较高，甲醇不能有效分离。在这种情况下，发现水冷却器的管子里会积聚蜡。在停止维护和切割新鲜气体后，在蒸汽袋中加入S40蒸汽，在线加热和煮蜡。将石蜡蒸煮成网后，循环水具有完全开启性，耗水量为30%，水冷后温度为33.2℃，水冷后温度下降，酒精分离后甲醇含量明显降低。在基准范围内，甲醇分离效果良好。

结束语：总而言之，石蜡广泛存在于甲醇生产过程中，对甲醇生产有一定的负面影响。产生石蜡的原因很复杂，包括催化剂的生产和使用过程、合成塔本身和运行条件。很难确定哪些因素是主要因素。因此，应尽可能采取有效措施，防止和减少石蜡的生成，降低催化剂中有害杂质的含量，防止生产过程中运行条件的波动，减少停机次数，这对保证生产的稳定至关重要。