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摘要：当前，我国在利用天然气或石油、煤进行甲醇生产时，常常会出现高碳链的碳氢化合物以及石蜡的生成。一旦在粗甲醇产品中出现石蜡，后续工艺将无法进行。当前，我国在利用天然气或石油进行甲醇生产时，常常会出现高碳链的碳氢化合物以及石蜡的生成。一旦在粗甲醇产品中出现石蜡，后续工艺将无法进行。具研究发现，在生成粗甲醇的过程中，虽然采取的工艺不同，但或多或少都存在石蜡生产的现象，而石蜡常常会出现在甲醇分离器中、合成塔内件下部的换热器出口端以及连接通道等位置，在一定程度上对装置产生一定的堵塞作用，严重时会直接影响到甲醇生产的正常工序。因此，研究甲醇生产过程中石蜡产生的原因以及预防措施具有重要意义。
关键词：甲醇合成；石蜡；原因；预防措施
1.石蜡性质以及生成条件
石蜡是一种高级烷烃混合物，也就是我们日常所说的脂肪族烃类，它的分子表达式写作CnH2n+2，表达式中的n处于20至40的范畴内，它的碳原子数是约为18～30的烃类混合物，同时，它的主要成分为直链烷烃（约为80%～95%）。石蜡的密度为0.786～0.800g/m L，熔点37℃以上，沸点在3～43℃以上。在理论条件下，一氧化碳与氢在铜基催化剂的作用下会生成脂肪族烃类。主要有以下三种状况：第一，当催化剂中含铁、钻、镍等元素时，将有如下反应：C0+3H2—→CH4+H20；2CH4—→C2H6十H2（在150～400℃的条件下进行）；第二，当使用的催化剂中存在铁或碱等金属物质，并且处在0.Ol～4MPa的压力与180～350℃的温度时，会产生下列的化学反应：2C0+H2—→（CH2）+C02；第三，石蜡的生成还有另一种情况—原料气中含有水蒸气时，CO会在含Fe（铁）的催化剂的作用下发生反应：CO+H2O—→（CH2）+C02。
2 影响甲醇生产过程中生成石蜡的因素分析
2.1 催化剂带来的影响
催化剂的生产过程中会受到较多外在因素的影响，可能从原料、生产模具、包装铁桶等环节沾染部分其他物质，这种物质会对甲醇的生产环节产生一定的影响，导致石蜡的生成。一方面，在催化剂的生产环节中，所使用的生产设备多具有碳钢物质，该物质在与催化剂接触时会沾染少量的铁、镍元素。该物质作为甲醇生产中出现石蜡的催化剂，使得石蜡生产的概率大大增加。另一方面，催化剂的使用会涉及到储存、运输问题。在这一环节中，铁质容器的使用直接对催化剂产生影响，特别是容器表面附着的铁锈极易掺杂入催化剂内部，如果使用前没清除干净，就会在生产工序中促成石蜡的生成。
催化剂中所带铁等其他金属杂质，这些杂质的存在加大了副反应的发生，对石蜡的产生和催化剂的活性都有极大的影响，原理见反应（1），（2）。
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2.2 合成反应温度带来的影响
在当前大部分的甲醇生产环节中，所选用的催化剂中主要包含了Cu、Zn、Al或Cu、Cr、V等元素。在合成甲醇的化学反应中，对温度与压力的合理选择可以在一定程度上使原料等拥有较好的活性，同时，也能加强对生成的甲醇的选择性。同时，铜基催化剂中所含有的Al，Na等物质在一定的条件下，也会在甲醇生产环节中促进CO与H2 发生化学反应，进而产生石蜡。在以往的生产实践中，一旦合成塔反应的温度太低，就会使得生产的甲醇中带有大量的石蜡，而在进行开车投料时，要注意到合成塔内部温度的变化，一旦合成塔温度不处于正常值或温度下降，都可能产生较多石蜡。
合成CH3OH的反应是放热反应，同时又是使用活性催化剂的反应，降低反应温度有利于平衡向生成甲醇的方向移动，但在实际生产中，操作经验说明当导气或其他原因引起的入塔气温度低于催化剂正常指标活性温度时，清理石蜡的次数就会大大增加，所以在开车过程中，合成塔导气前塔内升温没有到达温度设计指标220～252℃，或是停车过程中合成塔温度下降到指标温度以下而退气不完全时，在合成减负荷时，塔温没有维持在指标温度（即动力学区域与热力学区域）以内等情况，副反应增多，就会造成结蜡增多。
2.3 合成反应压力与空速的影响
一方面，合成反应中甲醇所受到的压力越高，就会使得反应活动向高级烷烃的方向移动，使结蜡的几率大大增加。该现象的出现主要是因为烃类生成反应会减少生成物的体积。因此，烃类生成反应前后对物质体积造成的影响在甲醇合成的反应中十分明显，结果所形成的有关烃类的碳链也越长。同时，甲醇生产过程中的空速也会造成石蜡的产生。在甲醇合成的环节中，通过控制合成循环气的空速来控制合成气与催化剂接触的时间。一般而言，当反应的空速较低时，材料中所使用的原料气与催化剂所接触的时间就越长，这种情况下所生成的产品纯度也就越低，石蜡等副产品也就越多。
3 预防措施
1）将合成塔塔温控制在220～252℃（公司级）的指标以内，必须维持塔内温度的稳定，使产生石蜡反应的温度条件不具备，由于反应温度也是全塔热平衡的主要标志。合成塔内温度稳定时，就是在此温度下合成甲醇的反应热与气体流动带走的热达到平衡。要维持这一平衡，反应温度又必然要和压力、空间速度、原料气的组分等因素联系起来考虑。另外，催化剂随着时间的使用，转化率逐渐下降，反应放出的热量逐渐减少，实际生产中，为了维持热量的平衡，一般是提高反应温度或者改变空速，减少热量的带走，以提高转化率。还有触媒的最高温度不能超过催化剂的耐热温度，触媒使用的前期略低一些，以防触媒过早老化。
2）装置运行中严格控制好工艺气的H/C，在H/C波动比较大时，积极联系气化的变换工段和车间净化工段，防止CO超标，并做好控制塔温空速等协同工作，稳定入塔气H/C在3～4之间。
3）对装置工艺气各项压力，流量控制稳定，以免因为压力流量的变化引起温度和催化剂活性的变化
4）对催化剂的选择，需要在购买中把好关，在运送和填装，使用中避免混入铁等其他金属杂质，并且在开车前保证装置的吹扫合格以及合成塔的除锈彻底，防止混入这些杂质。
5）在装置操作中精心操作，避免非计划停车，保证合成塔床层温度大于210℃，对于开车需要保证床层温度在210℃以上条件下投原料气和停车，塔内气体介质CO含量小于0.2%后再降温。
6）对入合成塔工艺气的空速要严格控制，空速Sv与活性STY之间存在一定的线性关系。以10000 h-1为中心可以近似关联为：
STY=STY10000（Sv/10000）0.445更精确的计算，在3000～10000时可取0.52，在10000～14000时可取0.40。但实际生产中也不能太大。
7）在装置大修期间对循环水冷却器和甲醇分离器进行清理除蜡，保证开车后续工况稳定长周期运行。
8）在大检修期间，更换合成塔催化剂，让合成塔保持长效稳定的运行状态。
9）无论中控还是现场，在日常工作中精心操作，严防误操作，从根本上减少装置的开停车次数，保证合成装置的“长满优”运转。
4 结束语
通过在实际操作中以上处理方式的应用，保证各项数据参数稳定在规定水平内，操作严格，结蜡问题得到大的改善，换热效果良好，大大降低了现场操作强度，由此证明解决措施基本正确。但是，随着装置运行时间的增长，又出现了更多的其他方面问题，为保证装置长满优运行，还需在以后的操作中继续总结经验。
参考文献：
[1]张杰.甲醇生产过程中结蜡对生产的影响及预防措施[J].商品与质量，2015（35）.
[2]郏广震，刘磊，陈雪峰.甲醇生产过程中石蜡生成的原因分析及预防[J].化工管理，2016（20）.