關(guān)于煤制甲醇工藝分析

【摘 要】在化工生產(chǎn)中甲醇是一種十分重要的生產(chǎn)原料并且是一種被廣泛應(yīng)用的有機(jī)溶劑，因此在化工生產(chǎn)中具有極大的需求量。以煤炭作為原料進(jìn)行甲醇生產(chǎn)是最為常見的生產(chǎn)方法，本文對煤制甲醇工藝進(jìn)行了透徹的分析，并提出了相關(guān)優(yōu)化策略，供以參考。

【關(guān)鍵詞】煤；甲醇；生產(chǎn)工藝

引言：

無論是從現(xiàn)代化工生產(chǎn)還是化工能源來看甲醇都是其中不可缺少的原料，在塑料、染料、醫(yī)藥、涂料等方面都需要用到甲醇，因此甲醇使用量是十分巨大的[1]。在甲醇生產(chǎn)過程中主要是以煤為原料，因此行業(yè)對于煤制甲醇工藝也給予了充分的關(guān)注，為了得到更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品并提升產(chǎn)品的產(chǎn)出率還需要對相關(guān)工藝進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。

一、煤制甲醇原理分析

二、煤制甲醇工藝分析

以煤作為原料進(jìn)行甲醇制備主要需要經(jīng)歷四個步驟即氣化、變換、甲醇洗以及甲醇合成。在氣化過程中先要將煤轉(zhuǎn)變?yōu)槊簼{，以此來增強(qiáng)氣化效果。煤漿制備需要先進(jìn)行磨細(xì)處理，一般是采用濕法進(jìn)行，從而預(yù)防造成大量粉塵。氣化主要是通過氧化反應(yīng)實現(xiàn)，溫度控制在1350攝氏度至1400攝氏度間，氣壓保持為6.5MPa，反應(yīng)完成后得到的熱氣體以及高溫殘余物需要冷水浴處理使得氣體可進(jìn)入反應(yīng)變化，同時用灰水對熔渣進(jìn)行處理并讓灰水與熔渣實現(xiàn)分離。分離后得到的水能夠循環(huán)利用，通過閃蒸處理讓熱氣體回收熱量以此來促進(jìn)后續(xù)工藝正常展開并回收溶質(zhì)進(jìn)行再處理。

轉(zhuǎn)化階段即將CO轉(zhuǎn)變?yōu)镠2，在氣化碳洗塔的作用下得到水煤氣同時經(jīng)過氣液分離器進(jìn)行除雜，此時將得到兩部分氣體，一部分通過預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱，以低溫催化劑作為媒介，當(dāng)氣體進(jìn)入變換爐進(jìn)行變換反應(yīng)，其主要方程式即為：CO+H20=H2+CO2[3]。氣體于變換爐排出后與中壓蒸汽換熱，從而使其本身溫度下降，再與粗水煤氣進(jìn)行換熱，再經(jīng)過中壓發(fā)生器以及低壓發(fā)生器，最后經(jīng)由脫鹽水加熱器以及冷卻器控制溫度為40攝氏度進(jìn)入低溫甲醇洗吸收系統(tǒng)。

當(dāng)氣體進(jìn)入低溫甲醇洗吸收系統(tǒng)即開始進(jìn)行甲醇洗步驟，經(jīng)過這一步處理可將氣體中的CO2、硫化物等雜質(zhì)以及水蒸汽等排除，主要通過吸收系統(tǒng)、溶液再生系統(tǒng)以及制冷系統(tǒng)進(jìn)行。其中吸收系統(tǒng)主要是對反應(yīng)過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體進(jìn)行吸收并對變化氣與為變化氣進(jìn)行處理。溶液再生系統(tǒng)主要在吸收系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對相關(guān)氣體及雜質(zhì)進(jìn)行最終處理，得到的無硫甲醇富液和含硫甲醇富液進(jìn)入硫化氫濃縮塔之后開始閃蒸，利用低壓氮氣對甲醇富液進(jìn)行汽提。然后含硫甲醇副液于塔中部導(dǎo)入，二氧化碳將由氮氣提出塔頂并經(jīng)過冷卻器進(jìn)行回收，甲醇貧液則由通過冷卻器換熱處理進(jìn)入到再生塔頂部，得到的酸性氣體去硫并回收。制冷系統(tǒng)則保證了上述兩個系統(tǒng)實際工作中熱交換可順利進(jìn)行。

合成氣經(jīng)過脫硫脫炭凈化后需要對其進(jìn)行壓縮、加壓，然后進(jìn)入反應(yīng)器合成甲醇，一氧化碳與氫氣以銅為催化劑合成粗甲醇，粗甲醇從分離器底部排除并經(jīng)過減壓將溶解氣釋放出來，經(jīng)過精餾得到精制甲醇。

三、煤制甲醇工藝總結(jié)

對于煤制甲醇工藝而言需要全面衡量其經(jīng)濟(jì)性以及安全性，經(jīng)濟(jì)性方面主要體現(xiàn)在原料應(yīng)用，能源投入以及設(shè)備投入等方面。原料方面以煤作為甲醇生產(chǎn)原料較傳統(tǒng)乙炔水合法有著極大的優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)性得到了很大的提升[4]。從整個生產(chǎn)反應(yīng)來看煤制甲醇技藝較為成熟，特別是對其中的高溫氣體已經(jīng)能夠充分利用，這樣也就能夠節(jié)約能源并從一定程度上降低生產(chǎn)成本，同時也降低了廢氣物的排出。從設(shè)備角度來看國內(nèi)技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到較高水準(zhǔn)，因此在技術(shù)性投資方面并不存在問題，整個生產(chǎn)流程能源需求較低且設(shè)備維護(hù)及成本相對較低，經(jīng)濟(jì)性十分可觀。在廢料處理方面通過二次處理能夠在反應(yīng)中進(jìn)行循環(huán)利用，只有少部分殘渣需要處理，因此廢料處理成本得到了極大的控制。

當(dāng)然在實際生產(chǎn)中為了讓煤制甲醇工藝達(dá)到更高的層次還可從信息智能化方面對其進(jìn)行完善，同時這也是相關(guān)工藝的一個必然發(fā)展趨勢。智能化工藝首先體現(xiàn)在智能化監(jiān)控方面，以智能化儀器、傳感器對整個生產(chǎn)流程進(jìn)行有效監(jiān)控可大大提升生產(chǎn)安全并構(gòu)建出一個更為成熟的監(jiān)管體系從而讓甲醇制備的精確度得到提升。另外可利用信息化技術(shù)對相關(guān)設(shè)備、工藝細(xì)節(jié)等進(jìn)行智能化分析并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化、改造從而讓生產(chǎn)工藝水平得到提升。另外為了讓生產(chǎn)效益得到增強(qiáng)還需要對工藝的節(jié)約化設(shè)計進(jìn)行完善。先要對煤炭進(jìn)行節(jié)約，通過智能化工藝讓煤炭使用率得到保證，然后要保證電力資源節(jié)約，對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行更新來降低電能消耗。同時在生產(chǎn)過程中要求生產(chǎn)相關(guān)人員將節(jié)約意識帶入其中，以此來提升生產(chǎn)效率。

四、結(jié)語

總體上來看煤制甲醇工藝已步入成熟化階段，無論是從取材、工藝流程還是經(jīng)濟(jì)性來看都具有極大的優(yōu)勢，未來該工藝將朝著智能信息化方向發(fā)展，這對于甲醇生產(chǎn)而言將有著十分積極的意義。在甲醇產(chǎn)業(yè)化背后有一條重要的化工能源及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)鏈，若能夠讓甲醇生產(chǎn)達(dá)到有效優(yōu)化，這必然能夠促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪家銘.甲醇燃料的工業(yè)開發(fā)及應(yīng)用前景[J].川化.2004（03）

[2]武鵬，吳秀章.淺析煤化工對我國能源解決方案的現(xiàn)實意義[J].煤質(zhì)技術(shù).2010（04）

[3]王衛(wèi)軍.淺談我國煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展[J].化工文摘.2008（06）

[4]程新源.試論我國煤化工發(fā)展中的環(huán)境保護(hù)問題[J].化工設(shè)計.2009（06）

作者簡介：

譚宏亮（1975.05.07），男，陜西省寶雞人，單位：陜西煤化能源有限公司，職務(wù)：生產(chǎn)準(zhǔn)備部經(jīng)理。