刘岭峰
（安阳九天精细化工有限责任公司，河南 安阳455133）
［摘 要］传统的甲胺合成工艺采用单段进料，存在诸多弊端，针对单段进料甲胺合成工艺的不足，分段进料工艺应运而生。为探究不同进料方式对甲胺合成效率的影响，基于甲醇气相催化胺化法工业甲胺模拟装置开展甲胺合成系统分段进料工艺试验研究——小试在模拟工业条件（温度360～420 ℃、压力2.0～2.5 MPa）下进行，进料方式分为单段进料、两段进料、三段进料（即分段进料），通过试验数据对比分析不同进料模式下反应温度、压力、进料组成[氨/甲醇摩尔比（N/C）]及甲醇转化率的变化规律。试验结果表明：三段进料工况（N/C约为0.98）下，甲醇转化率（平均值）可达98.28%，产物中三甲胺占比显著提高；通过优化催化剂装填与进料控制，可有效抑制甲醇碳化并提升反应稳定性；分段进料能有效提升甲胺合成效率，降低原料消耗与生产成本，提高产品质量与市场竞争力。未来应开发高效、稳定的新型催化剂，进一步提升分段进料工艺技术水平，促进其早日工业化应用。
［关键词］甲胺合成系统；单段进料；分段进料；小试；催化剂活性；试验结果分析；应对措施；工业应用展望
［中图分类号］TQ226.31 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）01-0041-06
0 引 言
甲胺（含一甲胺、二甲胺和三甲胺）是重要的化工原料与有机中间体，广泛应用于农药、医药、染料等领域。随着技术进步与产业升级，甲胺市场需求持续扩大，其市场规模由2017年的56.64亿元增长至2022年的111.02亿元，年复合增长率达14.41%。
传统的甲胺合成工艺采用单段进料，存在诸多弊端。比如，反应温度分布不均，易导致副反应增多，产物选择性低，难以精准控制目标产物比例；甲醇转化率不足，大量原料未能充分利用，不仅增加了生产成本，还造成资源浪费，影响甲胺生产的经济效益与环保性能。简言之，单段进料工艺已无法满足精细化生产需求，提升甲醇转化率和产物选择性迫在眉睫。针对单段进料甲胺合成工艺的不足，极具创新性的分段进料工艺应运而生，其优势显著——它可根据反应进程分阶段调节原料加入，改变反应体系状态，优化反应温度、压力等工艺条件，使反应更平稳高效，还能灵活调控产物分布，为甲胺合成工艺的优化提供了新思路、新方法。但目前分段进料工艺尚处于起步阶段，还有许多方面亟待突破与优化改进。
本研究针对分段进料工艺，基于甲醇气相催化胺化法工业甲胺模拟装置，通过小试探究不同进料方式对甲胺合成效率的影响，以期为甲胺生产工艺的优化与精细化调控提供一点理论依据。试验在模拟工业条件（温度360～420 ℃、压力2.0～2.5 MPa）下进行，分为一段进料模式（单段进料）、一段/二段进料模式（两段进料）、一段/二段/三段进料模式（三段进料或分段进料），对比分析不同进料模式下反应温度、压力、进料组成及甲醇转化率的变化规律。结果表明，三段进料工况下，甲醇转化率可达98.28%，产物中三甲胺占比显著提高，且通过优化催化剂装填与进料控制，可有效抑制甲醇碳化并提升反应稳定性。以下对有关情况作一介绍。
1 甲胺合成反应机理及副反应影响因素
1.1 甲胺合成主反应与副反应机理
甲胺合成过程中，主反应是甲醇与液氨在催化剂作用下生成一甲胺（MMA）、二甲胺（DMA）、三甲胺（TMA）与水，二甲胺可由2个一甲胺分子反应生成，三甲胺则可由二甲胺与氨或二甲胺与一甲胺反应生成。此外，甲醇在高温下会发生分解，生成H2和CO，CO又可能与H2反应生成甲烷，这些副产物的生成不仅会降低目标产物的选择性，还会影响催化剂的活性与稳定性。
1.2 副反应影响因素
反应温度与压力及原料配比等对副反应影响显著。温度通过调控反应活化能与选择性改变副反应产物的占比——低温区（200～250 ℃），主要生成一甲胺，二甲胺和三甲胺占比较低；中温区（250～350 ℃），二甲胺和三甲胺产量显著增加；高温区（＞350 ℃），高活化能副反应（甲醇分解、二甲胺/三甲胺环化缩合、三甲胺分解等）产物显著增加，高沸点杂质和小分子气体含量激增。总之，温度升高，利于生成二甲胺、三甲胺等，副产物生成量增加。压力变化也会影响副反应的进行，压力增大利于体积减小的副反应，导致高沸点环状副产物增多，会抑制小分子气体（如 CO、CH4）生成的副反应（分子数增加）。原料配比不当，如甲醇过量，会促使甲醇分解等副反应发生，副产物生成量增加，甲胺合成效率降低。
2 甲胺合成催化剂活性影响因素及预防措施
更多内容详见《中氮肥》2026年第1期