煤制甲醇氣化工藝選擇探究

張曉衛(wèi) 師澤(陜西華電榆橫煤化工有限公司， 陜西 榆林 719000)

煤制甲醇氣化工藝選擇探究

張曉衛(wèi) 師澤(陜西華電榆橫煤化工有限公司， 陜西 榆林 719000)

甲醇是一種基本的、優(yōu)質(zhì)的、用途廣泛的化工原料，可以用于多種化工產(chǎn)品的制取，我國對于甲醇的需求量較大。中國擁有豐富的煤資源，用煤制取甲醇是一種比較好的選擇，具有良好的發(fā)展前景。在煤制甲醇的過程中，其工藝要求有滿足效率高、穩(wěn)定性高、技術(shù)成熟、污染低等內(nèi)容?；诖?，本文首先討論了煤制甲醇氣化工藝選擇的五大原則，然后對幾種煤制甲醇氣化工藝進行分析和對比，以期為煤制甲醇氣化工藝的選擇提供參考。

煤制甲醇；煤氣化；甲醇；工藝；選擇

作為一種常見的、基本的、用途廣泛的、優(yōu)質(zhì)的化工原料和燃料，甲醇可以用于多種化工產(chǎn)品的制取。中國擁有較為豐富的煤炭資源，因此利用煤來制取甲醇的生產(chǎn)方式應(yīng)用比較廣泛。下面，本文先從煤制甲醇氣化工藝選擇的原則入手，再對幾種具有代表性、應(yīng)用廣泛的煤制甲醇氣化工藝進行分析與對比。

1 煤制甲醇氣化工藝選擇的原則

煤制甲醇氣化工藝的選擇，關(guān)系著甲醇的生產(chǎn)效率，影響整個生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定。因此，在煤氣化技術(shù)的選擇上，要優(yōu)先選擇效率高、能耗低、成熟可靠、安全穩(wěn)定、污染低的氣化工藝。煤制甲醇氣化工藝的選擇應(yīng)考慮以下五大原則：

(1)安全環(huán)保性。因其固有的特性，煤在煤化工生產(chǎn)的過程中，會產(chǎn)生煤渣、煤灰、廢氣等，處理難度比較大，且處理不當，將對環(huán)境產(chǎn)生不良的影響。因此，在煤制甲醇氣化工藝選擇時，應(yīng)考慮安全環(huán)保的原則，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，降低“三廢”的排放。

(2)適用性。我國幅員遼闊，不同的地區(qū)所擁有的煤礦資源、煤儲存量等具有一定的差異，因此應(yīng)考慮到適用性的原則，按照地區(qū)的條件、實際情況，“因地制宜”的進行煤制甲醇氣化工藝的選擇。

(3)先進性。為了提高市場的競爭力，在進行煤制甲醇氣化工藝的選擇時，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)考慮先進性的原則，采用國內(nèi)外先進的煤制甲醇氣化工藝技術(shù)，不斷進行創(chuàng)新，提高生產(chǎn)效率。

(4)可靠性。為了保證生產(chǎn)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、持續(xù)的運行，在進行煤制甲醇氣化工藝的選擇時，要考慮到可靠性的原則，選擇安全成熟、穩(wěn)定可靠的氣化工藝，確保產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

(5)經(jīng)濟性。為了提高生產(chǎn)效益，在進行煤制甲醇氣化工藝的選擇時，要考慮經(jīng)濟性的原則，盡量選擇能耗低、成本低的氣化工藝。

2 常見煤制甲醇氣化工藝分析比較

2.1 我國開發(fā)的干法粉煤氣化工藝

HT一L(航天爐)氣化技術(shù)和西安熱工院兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)是具有代表性的我國開發(fā)的干法粉煤氣化工藝。

(1)安全環(huán)保性。生產(chǎn)得到的甲醇產(chǎn)品質(zhì)量較好，產(chǎn)生的灰渣可以被綜合利用，且生產(chǎn)過程中不會生成焦油等污染環(huán)境的物質(zhì)。(2)適用性。適用性較高，無煙煤、高灰熔點煤等多種煤都可以作為生產(chǎn)的原材料。(3)先進性。采用西安熱工院兩段式干煤粉加壓氣化工藝，得到的合成氣中，CO+H2可以達到90%以上，實現(xiàn)了98%的碳轉(zhuǎn)化率。(4)可靠性?？煽啃赃€有待驗證，因為該兩種氣化工藝還未經(jīng)過長期工業(yè)化裝置的運行進行檢驗。(5)經(jīng)濟性。利用氮氣進行煤粉的輸送，增加了甲醇合成時的弛放氣量；此外，工藝設(shè)備采取水冷壁結(jié)構(gòu)，工作壓力約4MPa，造價、維修、保養(yǎng)的成本較低，燒嘴壽命長，管理方便，維護工作量較低。

2.2 由國外所引進的干法粉煤氣化工藝

GSP煤氣化技術(shù)和Shell粉煤氣化是具有代表性的、由國外所引進的干法粉煤氣化工藝。

(1)安全環(huán)保性。由國外所引進的干法粉煤氣化工藝生產(chǎn)出的粗煤氣中，沒有焦油、酚、萘等污染性物質(zhì)；熔渣采用液態(tài)的排放方式，有效的減少了灰渣對環(huán)境的污染，且其可以作為水泥配料被綜合利用；廢水、廢渣處理難度低，安全環(huán)保性較高。(2)適用性。氣化溫度較高，因此可以采用高灰熔點煤等多種煤作為生產(chǎn)原材料；原材料煤是以粉狀入爐，微?？梢元氉詫崿F(xiàn)氣化，因此有效避免了黏結(jié)現(xiàn)象的發(fā)生。(3)先進性。這兩種氣化工藝的生產(chǎn)溫度通常在1400℃到1700℃之間，氣化效率也比較高，得到的合成氣中，無重?zé)N，甲烷含量少于0.1%，CO+H2可以達到90%以上，實現(xiàn)了99%的碳轉(zhuǎn)化率。(4)可靠性。在國外，GSP煤氣化技術(shù)在大工業(yè)化運行方面，其經(jīng)驗比較少，國內(nèi)引進的時間也不長，因此可靠性還比較低；Shell粉煤氣化技術(shù)在國外是應(yīng)用于電廠中，我國引進后是用于化工生產(chǎn)方面，因此可靠性還有待考證。(5)經(jīng)濟性。這兩種氣化工藝耗氧量相對較少，從而降低了配套的空分裝置的投資。但是，氣化工藝對于煤原材料的含水量要求比較嚴格，要求含水量要低于2%，因此對煤原材料要進行干燥除水的預(yù)先處理，從而增加了能耗，提高了成本。

3 結(jié)語

綜上所述，國內(nèi)外的煤制甲醇氣化工藝都有各種的優(yōu)勢與不足，還需要進一步的改善與優(yōu)化。總而言之，煤制甲醇氣化工藝的選擇，影響著生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，關(guān)系著甲醇的生產(chǎn)效率，因此，在煤氣化技術(shù)的選擇上，要優(yōu)先選擇成熟可靠、安全穩(wěn)定、高效率、低能耗、低污染的氣化工藝。

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①張曉衛(wèi)(1981- )，男，漢，陜西佳縣人，工程師，本科，主要從事化工工藝技術(shù)操作工作。②師澤(1983- )，男，漢，陜西子洲人，本科，工程師，主要從事化工工藝技術(shù)操作工作。