低压甲醇合成装置循环气中甲醇含量的测定
王希闯，赵文波，张玉磊
（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）
［摘 要］通过对河南龙宇煤化工有限公司甲醇合成装置循环气中甲醇含量测定的总结，指出当循环气中含有冷凝的甲醇液体时，循环气直接进色谱测定容易造成测定结果偏低。而采用水对循环气中的甲醇进行吸收，吸收后的甲醇水溶液定容后再进入装有DB－WAXetr色谱柱、带有FID检测器的安捷伦6890N气相色谱仪进行测定，较直接用色谱测定气体中甲醇含量准确度高，且可检测甲醇含量1%以上的气体样品，完全可以测定含有冷凝甲醇液体的样品，满足生产的需要。
［关键词］ 甲醇合成；气相色谱；甲醇含量测定；校正曲线；色谱图；注意事项
［中图分类号］TQ 073+.1［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2016）05-0062-03
河南龙宇煤化工有限公司一期项目以煤为原料，采用壳牌粉煤加压气化工艺生产甲醇和二甲醚，设计甲醇产能为500 kt/a，装置于2008年正式投产。公司甲醇装置主要工序如下：煤气化工段→变换工段→低温甲醇洗工段→甲醇合成工段→粗甲醇精馏工段。其中，在甲醇合成工段，净煤气进入合成塔，在铜基催化剂的作用下CO和H2发生反应生成甲醇，产出的甲醇经水冷器冷却使液态甲醇与气体分离，合成气再经闪蒸分离出未反应完的CO和H2返回循环气压缩机，与净煤气混合后进入甲醇合成塔。
公司甲醇装置生产中需要检测合成系统循环气中的甲醇含量指导工艺操作，以减少副反应的发生和甲醇的浪费。一般都采用钢瓶或者取样袋取样后直接进色谱仪进行循环气中甲醇含量的测定，其测定速度快、应用广泛，但此种方法由于采样过程中系统内外温度、压力的变化会导致甲醇冷凝，从而造成测定结果重现性差、无法正确指导生产的问题。通过反复试验发现，先采用水吸收循环气中的甲醇，然后通过测定水中的甲醇含量再换算成气体中的甲醇含量，得到的结果更加准确、可靠。
1 测定原理
循环气中的甲醇在经过多个连续的吸收瓶后，被吸收瓶中的水吸收下来，将吸收液定容，取定容后的液体1 μL送入气相色谱仪，液体试样中的甲醇在汽化室汽化后进入装有DBWAXetr的色谱柱中，通过氢火焰检测器进行甲醇含量的检测，用外标法进行定量计算，再通过换算得出气体中的甲醇含量，最后通过测定吸收效果检验瓶中的甲醇含量来判断甲醇的吸收率。
2 试剂、材料和仪器
甲醇色谱纯；
微量注射器10 μL；
容量瓶100 mL、500 mL、1 000 mL；
吸收瓶250 mL；
湿式气体流量计带温度、压力测定，精确到0.1 L；
甲醇标准气体甲醇含量为1.21%；
安捷伦6890N气相色谱仪，带有FID检测器；
DB－WAXetr毛细管色谱柱，30.0 m×530 μm×2.00 μm；
进样口毛细管分流/不分流进样口；
安捷伦色谱工作站。
3 色谱操作条件
载气：氢气（纯度99.99%以上），流速12 mL/min；
色谱柱箱温度：120 ℃ 保持2 min，后升至180 ℃，保持1 min；
进样口温度：200 ℃；
检测器：温度250 ℃ ，氢气（纯度99.99%以上）40 mL/min，空气400 mL/min，尾吹气20 mL/min。
4 分析步骤
4.1
甲醇标准溶液的配制
在干净的100 mL容量瓶中加入约20 mL的水，放在天平中，快速准确称取2.000 0 g色谱纯甲醇，加水至容量瓶刻度线，摇匀，得到浓度为2%的甲醇溶液，然后将该溶液稀释10倍、20倍、100倍，分别得到含量为2 000×10-6、1 000×10-6、200×10-6的甲醇标准溶液。
4.2 校正曲线及校正表的建立
更多内容详见《中氮肥》2016年第5期