云南解化化工分公司200 kt/a 甲醇装置以小龙潭褐煤为原料，采用碎煤熔渣加压气化炉（YM炉）制得原料气，通过变换冷却调节H2/CO、低温甲醇洗脱硫脱碳净化后得到的净化气，经合成气压缩机加压进入合成塔制得粗甲醇。甲醇合成装置采用国内自行开发的低压合成技术，甲醇反应器采用管壳式等温反应器，生产浓度为95%以上的粗甲醇。
实际生产中，合成气的成分对甲醇合成反应的影响较大。适当提高原料气中的CO2含量可提高粗甲醇的产率，降低CO与H2发生副反应生成醚、醇类等的几率，但合成气中的CO2含量过高，粗甲醇浓度又会有所下降，使粗甲醇后续加工工序的消耗上升；而合成气中的CO2含量太低将导致甲醇合成催化剂床层温度不好控制和杂质含量增大，从而影响甲醇合成的转化率。而由于我公司甲醇装置采用低温甲醇洗工艺处理粗煤气，使制得的合成气中CO2 含量较低（0.1%左右），不利于甲醇合成反应的进行。
原因分析
甲醇合成装置自2008年9月开车以来，低温甲醇洗出口净化气中的总硫含量一直控制在指标内，但CO2含量较低。分析主要是因为在正常生产时为了确保净化气中残余总硫化物含量在指标内，使得CO2含量也控制得较低。若通过工艺调整使CO2含量适当提高，则总硫化物含量随之超标的风险较大，而硫化物对甲醇合成催化剂的危害是不可恢复的。
改造措施及实施
为提高粗甲醇产量和降低消耗，公司决定通过技术改造适当提高合成气中的CO2 含量，即将公司合成氨系统低温甲醇洗装置CO2再生塔出口的CO2气送至甲醇合成系统CO2压缩机，经加压后并入低温甲醇洗出口净化气管，然后送至合成气压缩机入口。改造工作于2012年2月结束，并于2012年2月29日中班开始尝试向净化气中兑入CO2。经过调整及后续优化，至2012年6月基本调试正常。
改造效果
1.改造前、后转化率对比
（1）根据生产记录分析， 2012年1月，合成塔入塔H2/CO平均值约为2.27，2012年6月，通过调节H2/CO约为2.92，将合成塔入口合成气中的CO2含量由平均0.38%提高至了平均2.79%，甲醇合成转化率由改造前的18.92%上升至22.15%，转化率提高了3.23个百分点。
（2）2013年3月甲醇合成塔更换新催化剂后，净化气中兑入CO2时甲醇合成的转化率与未兑时相比，上升幅度更加明显。新催化剂运行状态下，兑入CO2使合成塔入口合成气中的CO2含量平均为2.37%，甲醇转化率提高至了29.89%，与停兑CO2相比（甲醇转化率为19.43%），甲醇转化率提高了10%左右。因此，向净化气中兑入CO2，对提高甲醇合成转化率起到了积极作用，而且在净化气中兑入CO2后，入塔气中的CH4浓度有所上升，尾气中的CH4浓度升高，使尾气的利用价值也得到了提高。
2．产量和消耗的变化情况
（1）净化气中兑入CO2后，甲醇合成弛放气量明显降低，弛放气量由改造前的平均31294 m3/h下降至了平均17324 m3/h，有效气体在合成塔内得到充分反应，在净化气量相当的工况下，粗甲醇产量平均增加约5 t/h，粗甲醇产量有较大提高；而且低温甲醇洗CO2再生气为富余放空气，回收利用不仅降低了净化气消耗，提高了粗甲醇产量，更重要的是减少了废气排放，有利于环境保护。
（2）净化气中兑入CO2气后，粗甲醇耗净化气量明显下降，吨粗甲醇耗净化气量由改造前的平均3252 m3下降至了2601 m3，下降了650 m3左右，由15万t/a二甲醚工程方案设计说明书查得，设计吨粗甲醇耗净化气量为3178 m3，改造后的吨粗甲醇净化气消耗低于设计指标，粗甲醇的生产成本大幅下降，甲醇合成装置更加经济、高效。
目前我公司合成塔入口合成气中CO2含量维持在2.5%～3%之间，对于是否还能再提高入塔合成气中的CO2含量，使粗甲醇产量在现有基础上再有所提高，同时又不增加其他工序的操作负担，使整套装置全面优化操作，还有待进一步探索。