粗甲醇原料对二甲醚生产的影响探析
杨奇申
（鹤壁宝发能源科技股份有限公司，河南 鹤壁458099）
［摘 要］针对二甲醚生产企业为降低成本，将精甲醇原料改为粗甲醇原料，但由于未采取有效应对措施可能导致系统出现诸多问题及生产成本不降反升的情况，分析与探讨粗甲醇中水含量、pH、杂质、COD及反应温度等对二甲醚生产的影响，为业内二甲醚生产原料的选择提供参考与借鉴。
［关键词］ 二甲醚生产；粗甲醇；水含量；pH；杂质；COD；反应温度；影响
［中图分类号］ TQ 223.2+4 ［文献标志码］ B ［文章编号］ 1004-9932（2016）02-0063-01
目前二甲醚生产鉴于市场方面的原因，不少厂家都将原始设计的采用精甲醇为原料改为了采用粗甲醇为原料，以求降低生产成本，实现较好的利润。但由于对粗甲醇组分了解较少，对二甲醚工艺原始设计理念不甚理解，在没有采取任何应对措施的情况下盲目改变二甲醚的生产原料，结果造成二甲醚废水中COD含量大幅超标，末端水处理系统负荷加重，废水COD含量达不到国家规定的排放标准，甚至造成二甲醚装置中的汽化塔、反应器、精馏塔、再沸器等设备结蜡严重，严重影响装置的正常生产，同时还造成二甲醚生产能耗、原料消耗升高，成本不降反升，得不偿失。
现笔者就粗甲醇原料对二甲醚生产的影响作如下探讨与分析，供业内参考。
1 水含量的影响
现在市场上出售的粗甲醇为合成氨联产或甲醇厂生产的，其成分及醇的含量均不一样，粗甲醇成分（平均值）为：CH3OH 88.52%、H2O 8.495%、N2 0.02%、CO2 2.094%、C2H5OH 0.517%、C4H9OH 0.09%、CH3COOH 0.31% 、CH4 0.021%。可以看出，相对于精甲醇而言，粗甲醇水含量约增加了8.5%，即100 t原料增加8.5 t的水。水的潜热为1 931.6 kJ/kg，甲醇的潜热为1 109 kJ/kg；87.660 ℃、1.000 0 atm条件下，水的定容比热容为3.832 6 J/(g·K)、定压比热容为4.203 1 J/(g·K)；87.660 ℃、1.000 0 atm条件下，甲醇的定容比热容为1.508 8 J/(g·K)、定压比热容为1.855 0 J/(g·K)。计算可知，水的潜热比甲醇的潜热高43%，水的平均比热容比甲醇的平均比热容则高2.6倍。所以，在同样工况下，加热水所需的能量是加热甲醇所需热量的3倍多。那么，每进料100 t粗甲醇，能量消耗会增加24%，相当于少加工25 t甲醇；按照100 kt/a二甲醚产量计算，每天少产二甲醚约80 t。由此可见，控制粗甲醇的水含量是降低二甲醚装置能耗和提高产量的关键。
2 pH的影响
由于粗甲醇含有一元酸和碳酸，其pH大部分都在5～6之间，偏酸性，由此会带来如下不利影响：一是对设备造成腐蚀、损坏；二是一元酸在二甲醚催化剂催化下发生脱水反应，生成脂肪酸及脂肪醇，即石蜡类物质，直接影响甲醇汽化塔的传质效果，而且如石蜡类物质被吸附到催化剂表面，会降低催化剂的比表面积，影响其活性；三是石蜡大量集聚也直接影响再沸器的传热效果，造成能源浪费和产品质量下降，而且石蜡的存在也是废水中COD超标的主要原因之一。因此，以粗甲醇作为生产原料时，要加碱调节其pH在8～9之间，因为碱可以中和有机酸，可以使脂类物质发生皂化反应，从而减少石蜡的生成，达到保护设备、稳定生产、保证废水达标排放的目的。
更多内容详见《中氮肥》2016年第2期