煤制甲醇工藝流程及離心壓縮機(jī)應(yīng)用

武韶華

摘 要：煤制甲醇生產(chǎn)活動(dòng)中離心壓縮機(jī)具有廣泛的應(yīng)用空間與使用價(jià)值，本文立足于研究現(xiàn)狀，首先介紹了煤制甲醇生產(chǎn)的基本工藝與流程特征，其次結(jié)合應(yīng)用實(shí)踐情況，對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)中離心壓縮機(jī)的應(yīng)用策略進(jìn)行了探討，希望可以有效提升離心壓縮機(jī)的應(yīng)用水平，促進(jìn)煤制甲醇生產(chǎn)工作。

關(guān)鍵詞：煤制甲醇生產(chǎn);工藝流程規(guī)劃;離心壓縮機(jī)

化工行業(yè)的快速發(fā)展離不開工藝技術(shù)的開發(fā)與高科技設(shè)備的高效應(yīng)用。甲醇作為化工生產(chǎn)中常用的原材料，其在各種生產(chǎn)模式當(dāng)中都具有廣泛的用途。煤制甲醇生產(chǎn)模式具有材料成本低、生產(chǎn)效率高的特征，通過多輪技術(shù)優(yōu)化，不但能夠?qū)崿F(xiàn)成本合理控制，同樣也能夠滿足產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量要求，具有良好的市場競爭力。為了進(jìn)一步探討煤制甲醇生產(chǎn)中離心壓縮機(jī)的應(yīng)用，現(xiàn)就煤制甲醇生產(chǎn)流程與工藝特征分析如下。

1 煤制甲醇工藝概述

煤制甲醇生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是純甲醇，該物質(zhì)不但是重要的有機(jī)溶劑，同時(shí)也是許多化工生產(chǎn)中必不可少的原材料之一。甲醇能夠直接參與合成的商品多達(dá)數(shù)百種，不但廣泛的分布于涂料、醫(yī)藥等領(lǐng)域，同時(shí)也與生物、合成橡膠等領(lǐng)域密切相關(guān)。作為一個(gè)多煤少油的國家，我國的煤炭資源十分豐富，獲取成本較低，采取煤制甲醇生產(chǎn)模式可以有效促進(jìn)化工生產(chǎn)水平，降低能源消耗，從而為促進(jìn)我國的現(xiàn)代化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在煤制甲醇生產(chǎn)中需要涉及到多個(gè)生產(chǎn)工藝與流程，離心壓縮機(jī)的優(yōu)勢也會(huì)有所體現(xiàn)，為促進(jìn)煤制甲醇生產(chǎn)工作提供必要的能量支持。

2 煤制甲醇工藝流程

煤制甲醇生產(chǎn)工藝主要可以劃分為四個(gè)環(huán)節(jié)，分別是氣化、低溫甲醇洗、甲醇合成以及空分處理等，分別介紹如下。

2.1 氣化環(huán)節(jié)

在原材料與水混合后，共同送入到氣化反應(yīng)爐當(dāng)中進(jìn)行集體反應(yīng)，生產(chǎn)的產(chǎn)物包括一氧化碳、水以及二氧化碳等材料，同時(shí)還包括粗甲烷氣體。整個(gè)生產(chǎn)過程中，煤氣化作為整個(gè)二氧化碳的載體，其輸送的大量粉煤灰會(huì)進(jìn)入到氣化爐當(dāng)中，在氣化爐的綜合作用下發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而獲得最終的產(chǎn)品。經(jīng)過激冷室的水域處理，隨后可以經(jīng)過氣化爐送出，進(jìn)入到下一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

2.2 低溫甲醇洗

低溫甲醇洗主要解決氣化工段中出現(xiàn)的氫氣含量不足的問題，在氣化完成后進(jìn)入到該環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)一氧化碳與氫氣的反應(yīng)。完成轉(zhuǎn)化后，采取低溫甲醇洗工藝來對(duì)氣體中的二氧化碳進(jìn)行脫除處理，同時(shí)對(duì)雜質(zhì)、水進(jìn)行脫除。另外，整個(gè)生產(chǎn)過程中能夠參與的系統(tǒng)包括有吸收、溶液再生以及壓縮制冷等，這些系統(tǒng)的綜合應(yīng)用可以顯著提升反應(yīng)后的產(chǎn)品純度。

2.3 甲醇合成

借助于甲醇處理后，產(chǎn)品再次通過合成氣的壓縮設(shè)備進(jìn)入到反應(yīng)爐當(dāng)中反應(yīng)，此時(shí)的反應(yīng)成分主要包括一氧化碳、氫氣等等，再次經(jīng)過催化劑的處理后獲得粗甲醇合成氣體，純度相對(duì)穩(wěn)定，經(jīng)過膨脹槽減壓處理后送往甲醇精餾生產(chǎn)環(huán)節(jié)，為精甲醇的制備提供必要的生產(chǎn)條件。

2.4 空分處理

空分處理環(huán)節(jié)可以為煤制甲醇生產(chǎn)提供充分的氧氣，這是由于空分裝置能夠凈化空氣，同時(shí)也可以通過空氣增壓的方式將過濾器當(dāng)中大部分的灰塵予以去除。經(jīng)過空分處理后，產(chǎn)品原料氣進(jìn)入到冷卻塔當(dāng)中進(jìn)行冷卻，該環(huán)節(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量得到提升，碳?xì)浠衔?、水分都?huì)被去除。

3 煤制甲醇生產(chǎn)中離心壓縮機(jī)應(yīng)用

煤制甲醇生產(chǎn)中需要涉及到多組離心壓縮機(jī)的應(yīng)用，分別介紹如下。

3.1 空分裝置壓縮機(jī)組

空分裝置壓縮機(jī)組主要包括有空氣增壓設(shè)備中的氧氣、氮?dú)鈮嚎s設(shè)備。結(jié)合空分裝置的制氧量需求差異，可以選擇不同系列與類型的壓縮機(jī)來參與到生產(chǎn)過程中。實(shí)際上，不同類型的模式在結(jié)構(gòu)上差異不大，主要借助于齒輪增速的模式來進(jìn)行組裝，以此來實(shí)現(xiàn)最終的功能。在制氧要求不高的情況下，空壓設(shè)備可以采用MCO生產(chǎn)模式，作為一種單缸單軸的生產(chǎn)模式，其生產(chǎn)效率降低，能夠?qū)崿F(xiàn)流量的隨時(shí)調(diào)整，如下圖1即為空分裝置壓縮機(jī)組剖面圖。

煤制甲醇生產(chǎn)中對(duì)于空氣增壓組的出口壓力要求較高，所以選擇何種類型的離心壓縮機(jī)都必須要滿足性能強(qiáng)勁的要求。大多數(shù)生產(chǎn)模式下，都可以選擇單軸三段壓縮模式，借助于設(shè)備的機(jī)械性能以及良好的密封性來提升整體的生產(chǎn)效率。除此之外，也可以使用鑄鋼生產(chǎn)模式，具有更優(yōu)良的綜合性能，同樣也可以避免出現(xiàn)氣體激震的問題。氧氣本身的氧化作用會(huì)對(duì)離心壓縮機(jī)的使用產(chǎn)生影響，所以應(yīng)該盡可能的避免不良影響，提升設(shè)備的穩(wěn)定性。在機(jī)組使用過程中，內(nèi)部的通道會(huì)長期與氧氣接觸，該區(qū)域是受到氧化腐蝕最嚴(yán)重的區(qū)域，需要做好鍍銅防銹處理工作。針對(duì)內(nèi)壁的通道，則可以通過添加氧氣接觸零件表面的方式來進(jìn)行防銹處理，該模式的價(jià)值在于避免出現(xiàn)機(jī)殼生銹的情況，同樣也可以避免高壓條件下氣體接觸異常燃燒的情況，確保設(shè)備的整體穩(wěn)定性與可靠性。采用氮?dú)鈮嚎s機(jī)時(shí)則需要考慮到工藝增壓方面的差異，選擇壓力較高的氮?dú)鈮嚎s機(jī)需要保證穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)泄漏風(fēng)險(xiǎn)即可。

3.2 合成氣壓縮機(jī)組

在進(jìn)行合成氣的壓縮機(jī)組選擇時(shí)，應(yīng)該首先考慮到穩(wěn)定性與可靠性的要求，確保設(shè)備規(guī)模與生產(chǎn)要求相互適應(yīng)。在合成氣的壓縮機(jī)壓力調(diào)整到一定數(shù)值后，能夠正好匹配壓縮機(jī)的壓力調(diào)整范圍，滿足穩(wěn)定性的要求。在入口的壓力為5MPa時(shí)，同樣的裝置條件下壓縮機(jī)也可以表現(xiàn)出不同的工作狀態(tài)與穩(wěn)定性特征。選擇同樣類型的壓縮機(jī)組能夠提升整體的協(xié)調(diào)性，隨后可以根據(jù)工藝流程的缸體混合要求來進(jìn)行設(shè)置，滿足工藝流程的設(shè)計(jì)需求，提升合成氣壓縮機(jī)組的運(yùn)行效果。合成氣壓縮機(jī)工作環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，需要面對(duì)多元化的生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)也需要滿足穩(wěn)定性較高的設(shè)計(jì)要求，所以在進(jìn)行合成氣壓縮機(jī)組的應(yīng)用時(shí)要做好設(shè)備的日常維護(hù)檢修工作，隨時(shí)調(diào)整壓力范圍，最大限度的滿足壓縮機(jī)的壓力控制要求，適應(yīng)生產(chǎn)節(jié)奏，滿足生產(chǎn)需求。

3.3 制冷壓縮機(jī)組

制冷壓縮機(jī)組主要應(yīng)用于低溫清洗單元。實(shí)際上，該單元本身具有環(huán)境溫度較低的特征，所以往往需要借助于制冷壓縮機(jī)的參與來實(shí)現(xiàn)其制冷的目的。一般條件下，制冷劑主要選擇氨氣、丙烯氣等材料，蒸發(fā)溫度為零下40℃，顆粒分離后能夠引導(dǎo)到壓縮機(jī)的內(nèi)部，隨后釋放出冷凝氣體，進(jìn)入到冷凝器當(dāng)中進(jìn)行冷卻處理。整個(gè)生產(chǎn)過程中，可以持續(xù)釋放冷凝壓力，制冷的各個(gè)環(huán)節(jié)也可以為甲醇提供良好穩(wěn)定的低溫生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這些都可以借助于制冷壓縮機(jī)的制冷量控制來實(shí)現(xiàn)。結(jié)合設(shè)備的實(shí)際使用情況以及生產(chǎn)規(guī)模，可以根據(jù)實(shí)際的蒸發(fā)量來進(jìn)行裝置的選擇，隨著冷量的增加，壓縮機(jī)的體型也會(huì)持續(xù)增加，同樣生產(chǎn)的成本也會(huì)增加。所以，制冷壓縮設(shè)備的選擇需要盡可能匹配生產(chǎn)的實(shí)際需求，這樣才能夠滿足經(jīng)濟(jì)效益以及綜合生產(chǎn)效益的穩(wěn)定性要求，為促進(jìn)行業(yè)的和諧發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 總結(jié)

綜上所述，隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于甲醇生產(chǎn)質(zhì)量以及煤制甲醇生產(chǎn)工藝都提出了更高的要求。相比之下，傳統(tǒng)烯烴制備的產(chǎn)品質(zhì)量也有所增加。相比于傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，在煤制甲醇生產(chǎn)中添加專用離心壓縮機(jī)設(shè)備，不但可以滿足基本的生產(chǎn)需要，同樣也可以提升生產(chǎn)的穩(wěn)定性與可靠性，滿足結(jié)構(gòu)特征與優(yōu)化要求，希望可以為促進(jìn)煤化工行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展提供新的思路與借鑒。

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