煤化工甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸工藝

賈凱棟，卜崇曉

（陜西延長石油榆林煤化有限公司，陜西榆林 719000）

在煤化工的生產(chǎn)過程中，甲醇醋酸的聯(lián)產(chǎn)可以讓煤炭得到清潔化的利用，使其生產(chǎn)環(huán)境得到良好改善，實現(xiàn)煤炭利用率的進一步提升。由此可見，甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)對于煤化工企業(yè)的發(fā)展和當(dāng)今社會經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展都有著十分重要的價值。

1 聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)流程簡述

在煤炭燃燒的過程中，煤炭可以和空氣之中的氧氣充分混合，然后發(fā)生反應(yīng)，所得混合粗煤氣之中有氫氣和一氧化碳。如果將粗煤氣分為三個部分，一部分可以和水蒸氣交換，這樣就可以將粗煤氣之中的一氧化碳轉(zhuǎn)換成氫氣，為后續(xù)的甲醇制備提供足夠的碳氫比。另一部分粗煤氣在經(jīng)過配氣之后再通過熱回收處理來實現(xiàn)凈化，將粗煤氣之中多余的二氧化碳和硫化物去除，這樣就可以生產(chǎn)出制備甲醇需要的原料氣，再通過相應(yīng)的合成工藝就可以制備出甲醇。直接將剩下的一部分粗煤氣進行熱回收凈化處理，這樣就可以將這部分粗煤氣之中所含有的一氧化碳直接分離出來，而這些一氧化碳就可以在醋酸的制備過程中作為原料氣來使用，將一氧化碳用到上一個環(huán)節(jié)產(chǎn)出的精甲醇之中，并加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，?jīng)過催化作用，就可以制備出醋酸[1]。

2 煤化工甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝分析

2.1 煤化工甲醇醋酸制備過程中的空分工藝

空分工藝就是在空氣之中分離出氧氣、氬氣和氮氣等氣體。在煤化工生產(chǎn)過程中，甲醇醋酸的聯(lián)產(chǎn)制備就需要應(yīng)用到空分工藝，并將空分處理之后的氧氣應(yīng)用到煤炭煤氣化的過程，將氮氣用來進行吹掃、抽提和分子篩活化。但是在空分工藝環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)該對空分裝置的進氣量、氣體純度、液體純度和氣體壓力等的各項參數(shù)加以重視，這樣才可以保障該工藝的順利進行，提升甲醇醋酸的產(chǎn)量與生產(chǎn)效率。

2.2 醋酸的合成工藝

通過甲醇羧基來合成醋酸的工藝技術(shù)主要包括以下的四種：其一是德國BASF 公司所研發(fā)的通過甲醇高壓羧基來合成醋酸的一種技術(shù)；第二種是美國孟山都公司所研發(fā)的通過甲醇低壓羧基來合成醋酸的一種技術(shù)；第三種是美國賽尼斯公司所研發(fā)的AO 合成醋酸技術(shù)，第四種是英國BP 公司所研發(fā)的Cativa 技術(shù)[3]。

在當(dāng)今煤化工行業(yè)進行醋酸合成的過程中，國際上主要應(yīng)用到的合成工藝就是美國賽尼斯公司所研發(fā)的AO 技術(shù)以及英國BP 公司所研發(fā)的Cativa 醋酸合成技術(shù)。但是由于這兩家公司對于其研發(fā)的醋酸合成技術(shù)轉(zhuǎn)讓方面的態(tài)度一直以來都比較保守，技術(shù)轉(zhuǎn)讓也有著十分苛刻的條件，且技術(shù)費用非常高。基于這一情況，我國西南化工研究院已經(jīng)自主研發(fā)出了一種新型的低壓合成醋酸技術(shù)，將該技術(shù)應(yīng)用到煤化工行業(yè)的醋酸合成工藝，消耗的指標(biāo)接近于傳統(tǒng)醋酸合成工藝之中的銠催化工藝。憑借著消耗指標(biāo)較低、生產(chǎn)質(zhì)量較高、技術(shù)成本較低等的優(yōu)勢，該醋酸合成技術(shù)在我國的煤化工企業(yè)醋酸合成工藝之中已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，且隨著該技術(shù)在煤化工行業(yè)之中的不斷應(yīng)用，這一技術(shù)也得到了不斷的改進與優(yōu)化。相信隨著我國煤化工行業(yè)的不斷發(fā)展，這種通過甲醇低壓羧基來實現(xiàn)醋酸合成的技術(shù)將會得到進一步的發(fā)展，并在煤化工行業(yè)的醋酸合成之中發(fā)揮出更好的優(yōu)勢。

3 煤化工甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝的優(yōu)化

雖然當(dāng)今煤化工行業(yè)之中的甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了不斷的進步，各種先進的技術(shù)和設(shè)備也都開始應(yīng)用到該工藝流程之中。但是在具體的甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝之中，依然存在著一些缺陷，能源浪費情況比較嚴(yán)重，對環(huán)境的污染程度比較大，且會進一步加大生產(chǎn)成本。所以，煤化工行業(yè)應(yīng)充分重視到工藝之中的問題，并通過合理的方法加以解決。

3.1 工藝問題分析

在煤化工甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝之中，凈化脫碳所應(yīng)用到的NHD 溶液會將脫硫氣之中的二氧化碳和氧化硫等直接吸收，同時，溶液之中的含水量也會對氣體吸收質(zhì)量造成直接影響，脫碳溶液會進入到脫硫氣的冷凝水之中，且因為設(shè)備的設(shè)計存在一定的限制，氮氣的汽提量也不能增加。這些都是由于氣體換熱器的進出口管道沒有得到合理設(shè)計，這樣就會導(dǎo)致冷凝液在氣體換熱器的下端積存，換熱面積也會因此而變小，氣體之中的水含量得不到有效降低。這樣的情況不僅會消耗更多的能量，同時也會消耗更多的介質(zhì)，資源和成本的浪費都十分嚴(yán)重。

3.2 優(yōu)化方案

3.2.1 改造氣體換熱器的進出口管道

原來的脫硫氣體出氣口部位的封頭位于上方，在優(yōu)化過程中，可以將封頭移動到下方，并通過盲堵的方法將原來出氣口位置的法蘭堵死，該方案的原理是氣體逆流換熱，經(jīng)過對原來換熱器氣體出口部位的優(yōu)化，可以將列管之中積液的問題有效消除，使換熱面積增加，進而實現(xiàn)換熱效率的進一步提升。同時，該優(yōu)化方式也可以讓進入到脫碳塔之中的氣體溫度得以顯著降低，這樣就可以降低系統(tǒng)之中的水分，進而起到降低耗能、減少介質(zhì)的效果。

3.2.2 將副線添加在氮氣冷卻器之中在甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝的優(yōu)化之中，為實現(xiàn)氮氣汽提質(zhì)量的進一步提升，可以在其冷卻器管道的進出口位置添加副線。該方法主要的作用原理是吸收和解析，通過這樣的優(yōu)化方法，可以讓氮氣的汽提量得以顯著提升，進而實現(xiàn)脫碳溶液再生度的進一步提升，這樣就可以讓溶液的循環(huán)量和損失有效降低，提升溶液利用率，降低生產(chǎn)成本。

3.2.3 優(yōu)化脫碳溶液過濾的流程

在對脫碳溶液進行過濾的過程中，可以合理應(yīng)用到脫硫過濾器，將其高壓閃蒸槽之中的脫硫管道改造成脫碳過濾器之中的溶液入口，然后將一個盲板加設(shè)在再生塔之中的補液閥位置。在脫碳溶液通過了脫硫過濾器，并得到了過濾之后，這些溶液會再一次返回汽提塔。在此過程中，將盲板分別加設(shè)在原來的脫硫過濾器上出口以及進口的位置，就可以讓脫碳溶液和脫硫系統(tǒng)之間隔離開來。借助于溶液過濾器對脫碳溶液進行過濾，就可以讓脫碳貧液變得更加潔凈。

3.3 其他方面的優(yōu)化改進措施

3.3.1 在造氣系統(tǒng)之中增加連鎖停車裝置

在對煤化工企業(yè)甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝進行優(yōu)化的過程中，可以將兩套可實現(xiàn)緊急停車的連鎖裝置增設(shè)到造氣系統(tǒng)之中，通過這兩套連鎖裝置，可以對外部系統(tǒng)所提供的一氧化碳和二氧化碳含量進行分析，如果發(fā)現(xiàn)其含量超標(biāo)，連鎖系統(tǒng)就會自動啟動，進而讓混合氣體的鼓風(fēng)機完成跳車動作，接下來，造氣系統(tǒng)之中的緊急停車連鎖就會啟動，并自動關(guān)閉二氧化碳自動調(diào)節(jié)閥、二氧化碳入工段的自動調(diào)節(jié)閥以及各個入爐混合氣體的自動調(diào)節(jié)閥，同時，每個造氣爐之中的氣體放空自動調(diào)節(jié)閥也會自動打開，及時將二氧化碳入工段之中的氣體隔離開來。通過這樣的優(yōu)化改造，就可以有效避免氣體倒流進造氣爐之中，進而有效防止爆炸等安全事故的發(fā)生，進一步保障煤化工甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝的安全性，避免由于安全事故而造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失和對環(huán)境的損害。

3.3.2 將爆破片增設(shè)到混合氣體鼓風(fēng)機管道之中

在對甲醇醋酸的聯(lián)產(chǎn)工藝進行優(yōu)化的過程中，可以將兩塊爆破片加設(shè)在混合氣體的鼓風(fēng)機出氣口總管位置，每一塊都直接設(shè)置在總管一端的盲堵位置。通過這樣的優(yōu)化方式，也可以進一步保障甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)工藝的安全性，避免安全事故造成不必要的損失。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，煤化工企業(yè)的發(fā)展也十分迅速。但是由于當(dāng)今的煤化工行業(yè)能源的利用率不夠高，對環(huán)境造成的不利影響比較大，所以，要想實現(xiàn)煤化工行業(yè)的良好發(fā)展，解決能源和環(huán)境方面的問題，煤化工行業(yè)就需要對煤炭的二次加工技術(shù)加以重視。通過甲醇醋酸的聯(lián)產(chǎn)工藝，不僅可以進一步提升煤化工行業(yè)能源的利用率，同時也可以有效降低煤化工行業(yè)對于環(huán)境的污染，這對于煤化工企業(yè)的良好發(fā)展和當(dāng)今社會能源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展都將起到重要的推動作用。因此，煤化工企業(yè)應(yīng)該加強對甲醇醋酸聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的研究與應(yīng)用，通過先進的技術(shù)來提升甲醇醋酸產(chǎn)量與生產(chǎn)效率。這樣才可以起到節(jié)能環(huán)保的作用，促進煤化工企業(yè)的進一步發(fā)展。