煤化工甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸工藝要點(diǎn)分析

楊阿榮　楊旭

摘 要：本文主要對(duì)煤化工業(yè)甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸工藝項(xiàng)目當(dāng)中的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)此國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有的一些工業(yè)化相關(guān)藝術(shù)，并結(jié)合不同地區(qū)的實(shí)際情況和企業(yè)的發(fā)展情況，選擇了生產(chǎn)工藝當(dāng)中的氣化、凈化、甲醇合成以及醋酸合成和CO分離等的關(guān)鍵性的技術(shù)措施，為中國(guó)其他企業(yè)參考，提供合理的科學(xué)數(shù)據(jù)以及較為準(zhǔn)確的一個(gè)技術(shù)分析方案。

關(guān)鍵詞：醋酸工藝；技術(shù)分析；甲醇

甲醇是基礎(chǔ)的有機(jī)化工生產(chǎn)當(dāng)中的原料以及產(chǎn)品，且在變壓吸附制氫和清潔燃料以及生物技術(shù)等領(lǐng)域，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。醋酸是非常重要的一種化工產(chǎn)品以及化學(xué)中間體，能夠用于生產(chǎn)多種下游有機(jī)產(chǎn)品，另外還可以用作溶劑。發(fā)展大型的煤制甲醇并且進(jìn)行深度加工，是現(xiàn)代煤化工業(yè)發(fā)展的必經(jīng)的道路之一。本篇文章主要以某個(gè)公司實(shí)際生產(chǎn)的流程作為例子，對(duì)于所涉及的氣化、甲醇合成、凈化、醋酸合成、空分以及CO分離技術(shù)進(jìn)行了一定的分析和探討。

1 氣化工藝

現(xiàn)階段大型的煤氣化技術(shù)當(dāng)中，最具代表性的包括：Texaco水煤漿氣化、Shell粉煤加壓氣化、Lurgi移動(dòng)床加壓氣化以及國(guó)內(nèi)的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)。Texaco氣化技術(shù)以及多噴嘴對(duì)置式新型氣化技術(shù)單臺(tái)爐處理煤量非常大，合成氣中有效氣體（一氧化碳、氫氣）含量十分高，惰性組的成分非常少，十分適合生產(chǎn)甲醇原料氣，且煤種的適用范圍十分寬泛，環(huán)境污染小，投資的資金也非常低廉。如果說(shuō)我們按年產(chǎn)二十萬(wàn)噸的醋酸汁以及二十萬(wàn)噸的甲醇，那么合成的氣中氫氣以及一氧化碳比例是1.50。而Texaco和多噴嘴技術(shù)大約是0.80，Shell的比例是0.50，所以采用Texaco以及多噴嘴新型氣化技術(shù)能夠很好減少變化負(fù)荷，且能夠避免氮?dú)夂窟^(guò)高，從而對(duì)后系統(tǒng)的影響。

2 凈化工藝

使用水煤漿氣化生產(chǎn)粗煤氣的過(guò)程中，除了含一氧化碳、氫氣、二氧化碳外，還有少量氮?dú)夂投趸瘹?、微量的氨以及氯等成分。氯和重金屬以及硫化物等都是必須玩去除的有毒的氣體。從國(guó)內(nèi)外的煤氣化裝置使用的脫除酸性氣體工藝技術(shù)分析，低溫甲醇洗工藝以及NHD工藝是非常常見(jiàn)的工藝技術(shù)。這兩種工藝技術(shù)都是物理吸收法。低溫的甲醇洗工藝在國(guó)外主要包括魯奇以及林德兩種的工藝流程，且兩者在基本原理上沒(méi)有過(guò)大差別，且技術(shù)方面都非常成熟，但專利技術(shù)以及設(shè)備的設(shè)計(jì)方面還是各有各的特色。國(guó)內(nèi)的大連理工大學(xué)經(jīng)過(guò)近二十五年年的研究，研究出了有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一個(gè)低溫甲醇洗工藝。這項(xiàng)技術(shù)利用的是六塔流程，與林德的工藝十分相近。但設(shè)備的投資量以及冷負(fù)荷都比林德工藝要低百分之十三左右。因此，采用國(guó)內(nèi)低溫甲醇工藝的技術(shù)將合成氣凈化，也更加的經(jīng)濟(jì)

3 甲醇合成工藝

甲醇合成工藝的一個(gè)核心技術(shù)就是甲醇合成反應(yīng)器，國(guó)外的合成反應(yīng)器非常多種多樣，已經(jīng)形成適應(yīng)各種要求的一系列產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)的自主研發(fā)方面，主要負(fù)責(zé)公司就是杭州林達(dá)化工技術(shù)工程公司的一個(gè)低壓均溫合成甲醇反應(yīng)器，與華東理工大學(xué)的一個(gè)低壓甲醇反應(yīng)器?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外在建的以及生產(chǎn)的甲醇裝置大多采用的都是低壓法技術(shù)。低壓法與中高壓法相比較，有著耗能低和成本低以及產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)秀等等特點(diǎn)。上海焦化有限公司在二十萬(wàn)噸的甲醇設(shè)備當(dāng)中，工藝技術(shù)就是運(yùn)用的華東理工大學(xué)設(shè)計(jì)的合成塔，且已經(jīng)建成投產(chǎn)使用數(shù)10年之久，設(shè)備運(yùn)行狀況也一切正常。因此，選用低壓法絕熱-管殼外冷復(fù)合型的列管式合成塔（華東理工大學(xué)的設(shè)計(jì)方案）去進(jìn)行甲醇合成，是十分適合且經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)工藝技術(shù)。

4 醋酸工藝

甲醇低壓羰基合成醋酸技術(shù)是現(xiàn)階段最先進(jìn)的一個(gè)醋酸生產(chǎn)工藝，主要的工藝路線有：美國(guó)孟山都公司（甲醇低壓羰基合成醋酸工藝技術(shù)）、英國(guó)BP公司（Cativa甲醇羰基合成醋酸工藝技術(shù)）、美國(guó)塞拉尼斯公司（AO工藝）、中國(guó)西南化工研究設(shè)計(jì)院（蒸發(fā)流程）等。自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)醋酸生產(chǎn)工藝這一技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)的兗礦和天堿等企業(yè)成功地使用，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的企業(yè)正著力于新工藝技術(shù)的改造，單套裝置的產(chǎn)能也在不斷提升，消耗和成本有效降低，生產(chǎn)的技術(shù)也在日趨完善。

5 CO分離工藝

粗煤氣凈化中有一部分需要分離出一氧化碳作為合成醋酸原料氣，而現(xiàn)階段的分離方法包括深冷分離法以及變壓吸附法兩種。第一種是深冷分離法。這項(xiàng)工藝十分可靠且成熟，工藝非常簡(jiǎn)單，占地面積較小，能夠同時(shí)制造兩種以上高純度的氣體，十分適合高壓環(huán)境之下對(duì)一氧化碳進(jìn)行分離。但唯一的缺點(diǎn)是必須要去除原料氣當(dāng)中二氧化碳以及水，且要求的密度標(biāo)準(zhǔn)十分苛刻。第二種是變壓吸附法。能夠在環(huán)境溫度下面進(jìn)行，但缺點(diǎn)十分明顯。第一是，分離過(guò)程十分復(fù)雜，要兩套PSA設(shè)備，才能夠把一氧化碳純度提高到百分之九十五，且回收率是百分之六十五，因裝置PSA設(shè)備規(guī)模受到限制。第二是，對(duì)原料氣要求很高。當(dāng)原料氣當(dāng)中體積分?jǐn)?shù)達(dá)到百分之一點(diǎn)二的時(shí)候，一氧化碳純度最多達(dá)到百分之九十五。假如原料氣中一氧化碳濃度非常低的話，那么相對(duì)應(yīng)回收率也要降低。兩種方法相比，假如粗煤氣使用的是低溫甲醇洗法凈化，且采用的深冷法進(jìn)行一氧化碳分離，效果就會(huì)更為顯著。

6 結(jié)束語(yǔ)

煤制甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸作為煤用作清潔劑的一個(gè)重要途徑，在煤炭和豐富的地區(qū)建立這一項(xiàng)目，不僅能夠更為合理利用現(xiàn)有資源，還能夠帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。我們除了要引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備之外，還要盡可能去使用國(guó)內(nèi)較為成熟的工藝技術(shù)，從而去推動(dòng)煤化工業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮志勇.煤化工甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸工藝要點(diǎn)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（02）：88.