淺析煤制甲醇工藝技術(shù)研究進(jìn)展

孫巍 杜美利

摘 要：隨著煤質(zhì)資源的開發(fā)利用，煤質(zhì)甲醇工藝大力發(fā)展，煤化工企業(yè)日益增多。煤制甲醇基本流程是煤經(jīng)過加壓氣化后通過凈化工序，最后合成反應(yīng)生成甲醇，該工藝經(jīng)過多年的工業(yè)化生產(chǎn)其技術(shù)基本趨于成熟。本文在大量閱讀文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上綜合論述了國內(nèi)外煤制甲醇合成氣各工藝的研究現(xiàn)狀，進(jìn)展及發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：工藝技術(shù);煤制甲醇;研究進(jìn)展

我國目前的資源現(xiàn)狀決定了資源必須多元化發(fā)展。僅依靠傳統(tǒng)能源很難有長足的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)充分開發(fā)和合理利用現(xiàn)有資源開辟新的能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。我國的煤炭資源相對較為豐富，資源的多元化發(fā)展應(yīng)當(dāng)合理利用煤炭資源，充分減緩粗放開采對于環(huán)境產(chǎn)生的不可修復(fù)的破壞。甲醇是一種較為基礎(chǔ)的化工原料，該化工產(chǎn)品的下游產(chǎn)品比較多，能夠用于生產(chǎn)制作包括甲醛、醋酸、甲胺、對苯二甲酸二甲酯、氯甲烷以及合成橡膠產(chǎn)品等在內(nèi)的很多有機(jī)化工產(chǎn)品。此外，作為一種燃燒性能較高的燃料，甲醇的燃燒特性與汽油很相似，甲醇的辛烷值很高，而且基本不存在硫，其含氧量高，且燃燒非常充分，環(huán)保性能很好，所以可以總結(jié)為甲醇是性能優(yōu)良的溶劑，很好的運(yùn)用甲醇能夠有效地疏通油路，同時其成本很小。甲醇作為應(yīng)用較為廣泛的新型能源產(chǎn)品，決定了煤制甲醇行業(yè)具有廣闊的發(fā)展前景和實際價值。

1 煤制甲醇技術(shù)進(jìn)展

可以用于生產(chǎn)甲醇的原料較多，其中包括焦?fàn)t煤氣、重油、石腦油、天然氣和煤炭等。以中東、非洲等國外很多地區(qū)目前都多數(shù)以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇，我國天然氣的儲備量遠(yuǎn)不如煤炭資源，所以適應(yīng)我國國情的產(chǎn)業(yè)規(guī)模主要是以煤炭制取甲醇。該過程主要是以氫氣和一氧化碳作為原料從而制取甲醇，其過程可分為氣化、凈化、壓縮、甲醇合成和甲醇精制等幾個主要環(huán)節(jié)。煤制甲醇的主要原料為煤，通過高溫高壓將其轉(zhuǎn)化為粗煤氣，再經(jīng)高溫變換調(diào)節(jié)氫碳比，使多余的二氧化碳和硫化物脫除后得到凈化后的合成氣，而后合成反應(yīng)生成粗甲醇，最后經(jīng)精餾等工藝生產(chǎn)出合格的精甲醇產(chǎn)品。該反應(yīng)過程的主要反應(yīng)物是氫氣及一氧化碳，是一種可逆、放熱、體積縮小的反應(yīng)，受熱力學(xué)和動力學(xué)控制。以其所采用的壓力的差異可分為高壓法、低壓法和中壓法三種方法。

2 煤制甲醇行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景

我國對于煤制甲醇工藝的引進(jìn)較早，1950年前后就開始了甲醇合成工序的引入，其最初是以焦炭和煤為原料、使用的方法為鋅--鉻催化劑高壓法，這種技術(shù)方法在吉化、蘭化、太化等地先后建成投產(chǎn)。自此以后，該工藝在國內(nèi)得到廣泛引入并逐步更新技術(shù)。

由于我國的資源利用現(xiàn)狀處于石油資源短缺，煤炭資源較為豐富，此外也受到了國家能源政策調(diào)控的影響，使煤制甲醇成為了甲醇的主要生產(chǎn)方向。煤制甲醇行業(yè)的發(fā)展方向主要在于對于那些競爭力和規(guī)模均不足的企業(yè)進(jìn)行淘汰和更新，推動發(fā)展大啊規(guī)模的新型節(jié)能降耗煤制甲醇裝置的引入和建設(shè)。此外加大高效合成催化劑的研發(fā)力度也成逐步成為甲醇合成工藝的研究趨勢。

此外，在大力發(fā)展煤制甲醇工藝的同時應(yīng)當(dāng)充分考慮國內(nèi)外能源格局的變化以及甲醇的市場前景，如引入甲醇制烯烴等后續(xù)工藝。讓企業(yè)在提高自身競爭力的同時，也能夠促進(jìn)其他化工行業(yè)的發(fā)展。

3 煤制甲醇存在的問題

3.1 煤制甲醇技術(shù)產(chǎn)能過剩，開工率相對較低

隨著煤制甲醇工藝的引入和發(fā)展，國內(nèi)煤制甲醇裝置投產(chǎn)較多，但是開動率卻不足70%。同時，受到國內(nèi)的供給側(cè)改革、行業(yè)內(nèi)部調(diào)整和環(huán)保要求等多種因素的嚴(yán)重制約，甲醇產(chǎn)能增速持續(xù)放緩。

3.2 煤制甲醇工藝需求分布與產(chǎn)能分布差異

下游需求分布與產(chǎn)能分布的差異造成了運(yùn)輸成本持續(xù)增高。

3.3 行業(yè)投資大、工藝水耗高

受行業(yè)發(fā)展及特性的限制，投資規(guī)模較大的裝置才有降低能耗、物耗的優(yōu)勢，因此煤制甲醇投資較大且水耗較高。

3.4 環(huán)保設(shè)施處理效率不足，三廢處理成為制約因素

國內(nèi)環(huán)保形勢日益嚴(yán)峻，三廢排放問題成為制約煤制甲醇工藝的最主要因素。應(yīng)逐步開發(fā)新的環(huán)保設(shè)施和環(huán)保技術(shù)，降低三廢排放量，減少對環(huán)境造成的污染。

3.5 對于技術(shù)的依賴度很高，需不斷研發(fā)新技術(shù)

與發(fā)達(dá)國家相比，目前煤制甲醇的工藝技術(shù)和設(shè)備先進(jìn)性以及環(huán)境治理等方面還存在一定差異，應(yīng)不斷研究和解決這些問題，才能夠更好的發(fā)展煤制甲醇工藝。

3.6 甲醇作為一種燃料，存在安全隱患

甲醇有毒并且沸點低易揮發(fā)，使得在儲運(yùn)、銷售、使用和車輛維修保養(yǎng)時安全方面存在很大隱患。

4 結(jié)論

煤制甲醇技術(shù)的發(fā)展，對于我國的煤炭資源利用和資源產(chǎn)業(yè)布局都產(chǎn)生了一定積極的作用，但是隨著工業(yè)化的發(fā)展帶來了環(huán)境等一系列問題，所以充分開發(fā)新的技術(shù)解決現(xiàn)有工藝存在的問題成為煤制甲醇工藝發(fā)展的重點工作。目前煤制甲醇工藝存在著技術(shù)產(chǎn)生過剩、開工率低、工藝需求分布與產(chǎn)能分布差異大、投資高、水耗大、三廢排放量大、對環(huán)境影響較大等一系列問題。在今后的發(fā)展過程中必須致力于解決目前存在的幾大問題并充分考慮市場的供需平衡，進(jìn)一步促進(jìn)甲醇下游市場的開發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝西維，張軍民，劉弓.甲醇制烯烴技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用前景分析[J].潔凈煤技術(shù)，2011，17（3）：48-51.

[2]張香蘭，許宏.煤制烯烴工藝技術(shù)分析[J].煤炭加工與綜合利用，2013（2）：53-57.

[3]朱偉平，李飛，薛云鵬，等.甲醇制烯烴工藝技術(shù)研究進(jìn)展[J].天然氣化工（C1化學(xué)與化工），2013（4）：90-94.