合成气生产甲醇影响因素的分析探讨
随着煤化工的发展，大量的煤制甲醇（烯烃）项目建成投产，因此，提高合成甲醇的产量，降低生产成本，提高工厂经济效益，是目前企业共同关注的问题。

探讨甲醇合成反应的影响因素及优化，对提高产量和产品质量有着重要的指导作用。

标签：合成气；生产甲醇；影响因素；分析
1 甲醇合成的意义
随着我国经济迅猛发展，能源消耗也在不断增长，特别是石油的供需矛盾更加突出。

1993年我国首次成为石油净进口国，当时的年进口量不足1000万t，但到了2000年石油的年进口量就达到了7000万t，年均递增32%，占国内石油消费总量的30%。

石油进口的依存度将从1996年6.6%上升到23%。

因此，无论是从经济方面还是政治方面考虑，能源安全都是不容回避的现实问题。

所以说，无论是出于当前还是着眼长远考虑，结合我国缺油、少气、富煤的国情出发，及时调整能源结构、优化资源配置工作具有重大的现实和历史意义。

2 合成气生产甲醇影响因素
2.1 温度
甲醇合成的两个主反应：
CO+2H2 CH3OH+102.5KJ/mol
CO2+3H2 CH3OH+H2O+59.6KJ/mol
甲醇合成反应中，从化学平衡考虑，低温对甲醇产率有利，而高温对反应速率有利，所以必须兼顾两个条件，温度过低达不到催化剂的活性温度，反应不能进行；温度太高不仅增加了副反应，消耗了原料气，而且反应过快，温度难以控制，容易使催化剂衰老失活。

随着温度逐渐增加，平衡常数逐渐降低，当温度达到一定数值，反应速度达到最大；再继续增加温度，反应速度下降。

2.2 压力
甲醇合成反应是一个体积缩小的反应，增加压力使反应向生成甲醇的方向移动。

从动力学考虑，增加压力，提高了反应物分压，加快了反应的进行；另外，提高压力也对抑制副反应，提高甲醇质量有利。

实际生产中，压力的控制是根据触媒不同时期、不同的催化活性做适当的调整。

催化剂使用初期，活性好，操作压力可较低，一般控制在4.3MPa；催化剂使用后期，活性降低，往往采用较高的操作压力（4.75MPa），以保持一定的生产强度。

2.3 气体组成
2.3.1 氢碳比
氢碳比是甲醇合成生产操作中重要控制指标，一般原料气中氢碳比f=（H2-CO）（/CO+CO2）控制在 2.05～2.15。

氢碳比控制过低，床层温度高，副反应增加，易加速造成催化剂活性的衰退，还会引起积碳反应的发生；氢碳比控制过高，易造成系统氢气累积，驰放气量增加，消耗增加。

2.3.2 CO2含量
控制适宜的CO2含量对甲醇合成有以下好处：
①利于调节温度，防止超温，延长催化剂的使用寿命；
②可避免含铜催化剂过度还原而失去活性，保持催化剂的高活性，对甲醇合成有利；
③一定程度上抑制了二甲醚的生成；
④防止催化剂结碳；
⑤有利于提高甲醇产率。

因此CO2浓度需控制在一定范围内，一般在2%～4%（体积）之间。

2.3.3 惰性组分
主要包括CH4、N2、Ar等，它们不参与反应，却影响反应速率，其含量太高，降低反应速率，生产单位产量的动力消耗增加，维持低惰性含量，则放空量增大，有效气体损失多。

总之，触媒使用初期，活性较好，惰性组分可高些，后期可低些。

2.4 催化剂特性
①催化剂中毒：硫是催化剂中毒引起活性衰退的主要原因，应严格控制总硫含量≤0.1PPm..H2S+Cu=CuS+H2COS+ H2=CO+H2S。

②热老化：铜是催化剂的活性组分，催化剂的活性与金属表面积成正比例关系，使用温度的提高，将加快铜晶粒长大的速度，即加快活性衰退的速度，为防止催化剂老化，尽可能低温操作，每次提升热点温度不应超过5℃。

③开停车频繁：停车过程中，不管如何精心操作，总会损坏催化剂的活性，特别是处理不当，未及时置换塔内的原料气，将使催化剂的活性受到严重损坏。

④催化剂的主要物化特性：
a 物理性质：合成催化剂外观为黑色金属光泽的圆柱体，外形尺寸为5*5mm，堆密度为1.3-1.4Kg/L，径向抗压碎强度大于200N/cm2。

c 反应压力为5.0±0.5MPa，空速：10000±300h-1，反应温度230℃时，时空收率≥1.20Kg/L*h：反应温度250℃时，时空收率≥1.55Kg/L*h。

3 结语
影响甲醇合成產率的因素很多，每个企业根据自身工艺特点，针对一定的目标可以找到某一个因素的最佳条件。

然而这些因素有事相互联系相互制约的。

结合以上分析提出采取以下措施提高甲醇产率：
①合理调配入塔气氢碳比及合成气的气体组成；
②优化合成反应床层，控制空速，提高产率；
③根据所选催化剂特点，利用好催化剂低温活性，控制反应器温度。

参考文献：
[1]丁洁.焦炉煤气部分氧化制甲醇合成气研究[J].当代化工，2017（05）：808.。