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摘 要：甲醇作为一种基础化工原料，其在全世界范围内都有着十分广泛的应用。在社会与经济不断发展进步的时代背景下，甲醇相关产业的发展也变得越来越好。本文主要是从以下两方面研究了当代低压甲醇生产技术的情况，一方面是低压甲醇生产技术的应用，另一方面则是低压甲醇生产技术的新进展以及合成甲醇新设备的开发。
关键词：低压；甲醇生产技术；应用；发展
中图分类号：TQ223.121 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0289-02
1 引 言
对于工业上的甲醇生产工艺来说，其一般采用的方法是碳氧化物加氢合成，反应方程式如下所示：
CO+2H2=CH3OH
CO2+3H2=CH3OH+H2O
为了能够进一步加快反应进行的速率，工业上采取的措施通常是加压、催化的方法。在60年代之前，合成甲醇的反应是高压法，使用到的合成压力一般为32MPa，使用的催化剂种类为锌-铬氧化系列的物质。
生成甲醇的时候如果选用的方法是高压法的话，存在以下两方面比较严重的危害：①高压法会消耗非常多的能量；②在粗甲醇中一般会含有比较多的杂质，而在杂质含量比较高的情况下，原料的利用率就會相应的降低。
生产甲醇的过程是一个比较大型的有机类化工产品生产的过程，因此对生产甲醇的技术进行改进又优化是十分重要的事。除此之外，在石油资源不断减少的实际现状下，因为石油价格的不断上涨而使得低压甲醇技术的推广变得更加容易与迫切。
与高压法不同，低压法合成甲醇的生产过程中，生产压力只需要在5～10MPa范围内就行，与此同时，低压法生产甲醇的工艺中，将锌-铬催化剂换成了铜系催化剂，这种做法可以在很大程度上降低能耗以及对原材料消耗的同时，大幅度的提高生产出甲醇产品的质量，也就是说，低压法生产甲醇可以完美的解决高压法生产甲醇所带来的危害。
纵观甲醇的生产以及加工工艺的整个发展过程，可以发现低压甲醇生产技术的出现是一件具有十分重要意义的事情。从低压甲醇生产技术开发出来之后，该生产技术就在全球范围内得到了十分普遍的应用，蓬勃的兴建了一大批拥有先进的生产技术、非常大规模以及很低的能耗等特点的甲醇生产工厂，并且在甲醇生产技术的发展过程中，高压生产法逐渐被低压生产方法取代。特别是在近几年，人们生活水平的提高以及社会发展的不断加快，使得人们对于石油的需求明显增大。此外，人们对于生活质量的要求也越来越高，在这种情况下，甲醇的生产工艺越来越向节能化以及大型化方向发展，并且经过发展已经取得了一系列的成绩。至此，低压甲醇生产工艺的发展真正进入到了现代化工技术的范围内。
2 低压甲醇生产技术的应用
对于我国的甲醇生产行业来说，其起步在50年代的时候，并且发展的速度是比较快的，到了70年代的时候每一年生产甲醇的量已经达到了30万t。到20世纪80年代的时候，我国生产甲醇的装置已经达到了50多套，其中一直坚持生产的大约有30多家工厂，可以达到70～80%的开工率。甲醇生产相关装置在世界范围内的总能力在逐年的增加，并且逐渐取得了一个比较大的规模，但是其发展的动力也是不容小觑，增长速度也保持在逐年增加的水平上。
现阶段而言，我国生产甲醇的装置规模相较而言还是比较小的，生产甲醇规模比较大，且能够保持在10万t年产量的公司主要有：①四川维尼纶厂；②齐鲁第二化肥厂；③上海吴径化工厂等。也就是说，虽然我国生产甲醇的产量是在逐年增加的，但是却依然满足不了市场对于甲醇的需求量。
已经开发成功的管壳式低压甲醇生产技术具有十分显著的优点，主要有以下几点：①该种生产技术消耗的能量是比较少的；②这种生产技术的投资一般比较少；③这种生产技术所生产出的甲醇质量比较高；④这种生产甲醇的技术多使用的生产设备、生产材料以及使用的催化剂都是由国内提供，让技术武装我国工业生产变成了可能。现阶段我国甲醇工业中有很多的装置都亟需解决优化，并且我国经济的发展使得对甲醇的需求量明显增加，在这种时代背景下，管壳式低压甲醇技术得到了十分广阔的应用。
为了能够获得更好的经济利益，节约装置更换所需花费的成本，可以选择在现有的高压生产甲醇装置上采用管壳式低压甲醇技术进行一定程度的改造。例如，在改造某高压甲醇装置（使用的原料是重油，年产量为6万t/年）的时候，需要进行改造的方面主要包括以下几部分：①现有流程中的原料气脱硫；②合成气压缩机等，除此之外，还应该新增加一个低压合成的部分。这种做法不仅可以保证收益，而且还能够在短时间内就可以收益。
3 低压甲醇生产技术的新进展及合成甲醇新设备的开发
3.1 低压甲醇生产技术的新进展
在工业转化器中一直存在着热力学和反应动力学之间如何进行权衡的问题，为了能够实现对这一问题的有效解决，鲁奇公司经过多次研究开发出了联合转化器。这种联合转化器所使用的反应器类型是水冷式发生蒸汽反应器，其特点是反应器的出口温度高达260℃，此外，1/3数量的催化剂就可以达到一半的转化率，并且因为催化剂自身就可以吸收毒气，因而减少了有害气体的产生，从而降低了后期处理废气所产生的费用。剩下那一半的转化场所位于气冷式反应器，操作的温度在210～230℃的较低温度范围内，因而可以保证催化剂不会因为高温而失去活性。
甲醇回路循环是又一次甲醇生产技术上的改进，该想法的提出者是Kvaerner公司。传统的反应器在处理以下几种气体的时候通常是将其循环到反应器中：一种是没有反应完全的气体；还有一种是没有反应的气体，在反应器中会依据气体含氢量的多少对其进行重新分类：含氢量多的气体被用作转化炉的燃料；含氢量比较少的成分则被收到转化管中。这一创新性的设计可以让反应器在比较低的压力下进行，从而减少合成甲醇的花费，因为低压的反应条件使得反应器以及管道等部件的制造可以使用较低造价的材料。 此后，由FWI公司对低压甲醇生产技术又进行了一次新的改进，就是其所提出的膜法，这一新型的方法在以甲烷作为原料生产甲醇的过程中起到了十分重要的作用。膜法的使用可以不用经过天然气的转化过程，因此，该法可以在很大程度上降低投资甲醇生产的费用。传统天然气部分的主要作用是通过部分氧化天然气来制备合成气，该合成气的成分主要有以下三种气体：①氢气；②二氧化碳气体；③氮气。而膜法则是通过富氧空气的制备来替代纯氧从而进行部分氧化。膜法在合成甲醇的过程中只需要串联五个反应器就可以实现，因此就不需要循环过程，进而节约了很大一部分的空间。膜法现今在实际生产甲醇的工艺中已经取得了良好的效果。
3.2 开发合成甲醇的新设备
作为化工原料的时候，甲醇可以制备以下几种化工药品：①二甲醚；②丙烯；③乙烯。作为能源材料的时候，甲醇可以用来作为汽油燃料。正是因为甲醇的作用越来越广泛，因而对甲醇的需求量也越来越大，所以说需要不断的扩大甲醇的生产规模。不断提高合成甲醇相关装置的生产能力可以在很大程度上降低大型生产甲醇装置的成本。也就是说，在能够得到比较低成本天然气的情况下可以选择建立一些比较大型的合成甲醇装置。虽然对小型的合成甲醇装置来说，大型装置收益比较高，但是大型的合成甲醇装置却极其容易受到有关设备规模的制约，因此，权衡好合成甲醇装置的大小是十分重要的内容。
4 结束语
综合上面所说，我们可以知道，对于当代低压甲醇合成装置来说，大型的合成甲醇装置可以在很大程度上减少投资以及生产时候的成本，也就是说，比较大型的合成仪器是日后生产甲醇发展的方向。不论是国内还是国外，大型的合成甲醇装置采用的合成塔通常是水冷-气冷联合反应器。原料气首先反应的部位在气冷反应器内，通常是将气冷反应器与水冷反应器通过截面的连接使这两部分可以通气，因此必须保证这两个部件的直径大小一致，如果不一致的话气体就会在反应管内受到很大的阻力，在这种情况下，大型低压恒温型甲醇合成塔（JW）技术就应运而生了，对于这种技术来说，其本质就是水冷装置与气冷装置结合在一起，运输水溶液的部位是在管子的内部，而催化剂的安装部位则是在管的外部。
参考文献
[1]钱伯章.国内外甲醇市場需求和生产技术发展[J].化工科技市场，2004，27（2）：1～6.
[2]刘志臣.几种先进的低压甲醇生产技术简介[J].化肥工业，2008，35（3）：6～10.
[3]刘雪芬.甲醇生产技术及其在石油化工中的应用前景[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（8）：105～106.
收稿日期：2018-4-24
作者简介：王彦军（1986-），男，助理工程师，本科，化学工程与工艺专业，目前是新疆心连心公司（新乡心连心子公司）二期三聚氰胺项目工艺负责人，担任甲醇合成项目主项负责人。
关键词：低压；甲醇生产技术；应用；发展
中图分类号：TQ223.121 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0289-02
1 引 言
对于工业上的甲醇生产工艺来说，其一般采用的方法是碳氧化物加氢合成，反应方程式如下所示：
CO+2H2=CH3OH
CO2+3H2=CH3OH+H2O
为了能够进一步加快反应进行的速率，工业上采取的措施通常是加压、催化的方法。在60年代之前，合成甲醇的反应是高压法，使用到的合成压力一般为32MPa，使用的催化剂种类为锌-铬氧化系列的物质。
生成甲醇的时候如果选用的方法是高压法的话，存在以下两方面比较严重的危害：①高压法会消耗非常多的能量；②在粗甲醇中一般会含有比较多的杂质，而在杂质含量比较高的情况下，原料的利用率就會相应的降低。
生产甲醇的过程是一个比较大型的有机类化工产品生产的过程，因此对生产甲醇的技术进行改进又优化是十分重要的事。除此之外，在石油资源不断减少的实际现状下，因为石油价格的不断上涨而使得低压甲醇技术的推广变得更加容易与迫切。
与高压法不同，低压法合成甲醇的生产过程中，生产压力只需要在5～10MPa范围内就行，与此同时，低压法生产甲醇的工艺中，将锌-铬催化剂换成了铜系催化剂，这种做法可以在很大程度上降低能耗以及对原材料消耗的同时，大幅度的提高生产出甲醇产品的质量，也就是说，低压法生产甲醇可以完美的解决高压法生产甲醇所带来的危害。
纵观甲醇的生产以及加工工艺的整个发展过程，可以发现低压甲醇生产技术的出现是一件具有十分重要意义的事情。从低压甲醇生产技术开发出来之后，该生产技术就在全球范围内得到了十分普遍的应用，蓬勃的兴建了一大批拥有先进的生产技术、非常大规模以及很低的能耗等特点的甲醇生产工厂，并且在甲醇生产技术的发展过程中，高压生产法逐渐被低压生产方法取代。特别是在近几年，人们生活水平的提高以及社会发展的不断加快，使得人们对于石油的需求明显增大。此外，人们对于生活质量的要求也越来越高，在这种情况下，甲醇的生产工艺越来越向节能化以及大型化方向发展，并且经过发展已经取得了一系列的成绩。至此，低压甲醇生产工艺的发展真正进入到了现代化工技术的范围内。
2 低压甲醇生产技术的应用
对于我国的甲醇生产行业来说，其起步在50年代的时候，并且发展的速度是比较快的，到了70年代的时候每一年生产甲醇的量已经达到了30万t。到20世纪80年代的时候，我国生产甲醇的装置已经达到了50多套，其中一直坚持生产的大约有30多家工厂，可以达到70～80%的开工率。甲醇生产相关装置在世界范围内的总能力在逐年的增加，并且逐渐取得了一个比较大的规模，但是其发展的动力也是不容小觑，增长速度也保持在逐年增加的水平上。
现阶段而言，我国生产甲醇的装置规模相较而言还是比较小的，生产甲醇规模比较大，且能够保持在10万t年产量的公司主要有：①四川维尼纶厂；②齐鲁第二化肥厂；③上海吴径化工厂等。也就是说，虽然我国生产甲醇的产量是在逐年增加的，但是却依然满足不了市场对于甲醇的需求量。
已经开发成功的管壳式低压甲醇生产技术具有十分显著的优点，主要有以下几点：①该种生产技术消耗的能量是比较少的；②这种生产技术的投资一般比较少；③这种生产技术所生产出的甲醇质量比较高；④这种生产甲醇的技术多使用的生产设备、生产材料以及使用的催化剂都是由国内提供，让技术武装我国工业生产变成了可能。现阶段我国甲醇工业中有很多的装置都亟需解决优化，并且我国经济的发展使得对甲醇的需求量明显增加，在这种时代背景下，管壳式低压甲醇技术得到了十分广阔的应用。
为了能够获得更好的经济利益，节约装置更换所需花费的成本，可以选择在现有的高压生产甲醇装置上采用管壳式低压甲醇技术进行一定程度的改造。例如，在改造某高压甲醇装置（使用的原料是重油，年产量为6万t/年）的时候，需要进行改造的方面主要包括以下几部分：①现有流程中的原料气脱硫；②合成气压缩机等，除此之外，还应该新增加一个低压合成的部分。这种做法不仅可以保证收益，而且还能够在短时间内就可以收益。
3 低压甲醇生产技术的新进展及合成甲醇新设备的开发
3.1 低压甲醇生产技术的新进展
在工业转化器中一直存在着热力学和反应动力学之间如何进行权衡的问题，为了能够实现对这一问题的有效解决，鲁奇公司经过多次研究开发出了联合转化器。这种联合转化器所使用的反应器类型是水冷式发生蒸汽反应器，其特点是反应器的出口温度高达260℃，此外，1/3数量的催化剂就可以达到一半的转化率，并且因为催化剂自身就可以吸收毒气，因而减少了有害气体的产生，从而降低了后期处理废气所产生的费用。剩下那一半的转化场所位于气冷式反应器，操作的温度在210～230℃的较低温度范围内，因而可以保证催化剂不会因为高温而失去活性。
甲醇回路循环是又一次甲醇生产技术上的改进，该想法的提出者是Kvaerner公司。传统的反应器在处理以下几种气体的时候通常是将其循环到反应器中：一种是没有反应完全的气体；还有一种是没有反应的气体，在反应器中会依据气体含氢量的多少对其进行重新分类：含氢量多的气体被用作转化炉的燃料；含氢量比较少的成分则被收到转化管中。这一创新性的设计可以让反应器在比较低的压力下进行，从而减少合成甲醇的花费，因为低压的反应条件使得反应器以及管道等部件的制造可以使用较低造价的材料。 此后，由FWI公司对低压甲醇生产技术又进行了一次新的改进，就是其所提出的膜法，这一新型的方法在以甲烷作为原料生产甲醇的过程中起到了十分重要的作用。膜法的使用可以不用经过天然气的转化过程，因此，该法可以在很大程度上降低投资甲醇生产的费用。传统天然气部分的主要作用是通过部分氧化天然气来制备合成气，该合成气的成分主要有以下三种气体：①氢气；②二氧化碳气体；③氮气。而膜法则是通过富氧空气的制备来替代纯氧从而进行部分氧化。膜法在合成甲醇的过程中只需要串联五个反应器就可以实现，因此就不需要循环过程，进而节约了很大一部分的空间。膜法现今在实际生产甲醇的工艺中已经取得了良好的效果。
3.2 开发合成甲醇的新设备
作为化工原料的时候，甲醇可以制备以下几种化工药品：①二甲醚；②丙烯；③乙烯。作为能源材料的时候，甲醇可以用来作为汽油燃料。正是因为甲醇的作用越来越广泛，因而对甲醇的需求量也越来越大，所以说需要不断的扩大甲醇的生产规模。不断提高合成甲醇相关装置的生产能力可以在很大程度上降低大型生产甲醇装置的成本。也就是说，在能够得到比较低成本天然气的情况下可以选择建立一些比较大型的合成甲醇装置。虽然对小型的合成甲醇装置来说，大型装置收益比较高，但是大型的合成甲醇装置却极其容易受到有关设备规模的制约，因此，权衡好合成甲醇装置的大小是十分重要的内容。
4 结束语
综合上面所说，我们可以知道，对于当代低压甲醇合成装置来说，大型的合成甲醇装置可以在很大程度上减少投资以及生产时候的成本，也就是说，比较大型的合成仪器是日后生产甲醇发展的方向。不论是国内还是国外，大型的合成甲醇装置采用的合成塔通常是水冷-气冷联合反应器。原料气首先反应的部位在气冷反应器内，通常是将气冷反应器与水冷反应器通过截面的连接使这两部分可以通气，因此必须保证这两个部件的直径大小一致，如果不一致的话气体就会在反应管内受到很大的阻力，在这种情况下，大型低压恒温型甲醇合成塔（JW）技术就应运而生了，对于这种技术来说，其本质就是水冷装置与气冷装置结合在一起，运输水溶液的部位是在管子的内部，而催化剂的安装部位则是在管的外部。
参考文献
[1]钱伯章.国内外甲醇市場需求和生产技术发展[J].化工科技市场，2004，27（2）：1～6.
[2]刘志臣.几种先进的低压甲醇生产技术简介[J].化肥工业，2008，35（3）：6～10.
[3]刘雪芬.甲醇生产技术及其在石油化工中的应用前景[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（8）：105～106.
收稿日期：2018-4-24
作者简介：王彦军（1986-），男，助理工程师，本科，化学工程与工艺专业，目前是新疆心连心公司（新乡心连心子公司）二期三聚氰胺项目工艺负责人，担任甲醇合成项目主项负责人。