煤制甲醇工藝技術改造分析

李慧軍 李濤 羅騰發 師澤（陜西華電榆橫煤化工有限公司， 陜西 榆林 719000）

煤制甲醇工藝技術改造分析

李慧軍 李濤 羅騰發 師澤（陜西華電榆橫煤化工有限公司， 陜西 榆林 719000）

甲醇是重要的基礎化工原料，工業上煤制甲醇通常是煤出發制備煤氣或焦爐氣進而合成甲醇。降低甲醇的生產成本，甲醇生產裝置的節能降耗，成為大家研究的焦點。

甲醇；煤化工；變換；精餾

甲醇是重要的基礎化工原料、溶劑和優質燃料，甲醇在經濟發展中占據重要的地位，基于甲醇生產來源渠道的不同，但是根據我國國情，煤制甲醇生產工藝比較廣泛，因此我國甲醇生產主要是以煤為原料。然而煤制甲醇的生產工藝相對比較復雜，所以本文以某企業的煤制甲醇工藝技術為例進行分析。

1 制甲醇工藝流程介紹

該企業的煤制甲醇工藝主要包括以下流程：一是氣化工序工藝流程。該流程主要是將原料煤制成濃度為62%的水煤漿與氧氣在6.5MPaG、1347℃的氣化爐中發生部分氧化反應制取粗原料氣，有效氣約77.5%的粗原料氣經初步洗滌后送到變換單元；二是凈化工序工藝流程。該流程主要是將進入甲醇主洗塔內的粗煤氣進行凈化處理，一般是利用高壓、低溫的甲醇溶液將粗煤氣中的二氧化碳等清洗出去，并且在上塔脫離粗煤氣中CO2組分，以此保證合格的氣體進入下一工序；三是合成工序工藝。合成工序是甲醇制作工藝的關鍵環節，其主要是將新鮮氣與氫氣進行升壓合成；四是精餾工序工藝；五是硫回收工序。將甲醇洗工序產生的含硫化氫酸性氣體和一氧化碳變換工序的含酸性氣體進入硫回收處理。

2 變換工序工藝優化方案

采取上述的煤制甲醇工藝，經過一段時間的投入生產之后，暴露出了設計偏差、煤質等差異，而且水煤氣廢鍋壓力低等問題，結果導致煤制甲醇裝置一直處于高負荷的運作，影響設備的使用壽命，因此為了提高甲醇生產的質量，提高相關設備的使用壽命，需要對現有的生產工藝工序進行調整與優化：一是改變水煤氣廢鍋管線，將管線由DN400改為DN600管線，并且將閘門改變為碟閥；二是在水煤氣廢鍋煤氣進口管線增加一DN700蝶閥以調節進水煤氣廢鍋氣量（見圖1）；三是將變換爐頂部20方催化劑卸除，保留底部42.3方活性較好的舊催化劑，回裝35方新催化劑。

圖1 水煤氣廢鍋改造圖示

3 精餾回收塔技術改造分析

由于該企業的生產規模為60萬噸/年甲醇，因此選擇塔外熱交換的生產工藝，此種方法的甲醇濃度比較高，因此需要增加合成塔的高度以及減少其壁厚的方式實現對甲醇生產工藝的控制。結合實踐采取不同的甲醇生產工藝會得到不同的粗甲醇產品，例如選擇鋅鉻催化劑生產的甲醇（雜質含量在2%）要遠遠高于銅基催化劑生產的甲醇（雜質含量不到1%），但是其精餾方法卻基本相同，因此在選擇甲醇精餾系統時需要考慮以下方面：一是根據甲醇的質量選擇精餾過程的工藝；二是盡可能減少精餾過程中的熱負荷；三是重視產品的回收與排污處理。經過對改造后的煤制甲醇生產工藝的結果分析，發現在生產過程中產生許多問題，因此需要對精餾回收塔進行改造。

（1）精餾回收塔改造的原因 由于在煤制甲醇生產中甲醇原料中含有的乙醇雜質含量比較高，這樣一來遠遠超過精餾裝置設計的處理能力，基于實踐工作需要，如果不對精餾回收塔進行改造，那么其處理能力不足會導致回收塔操作出現不穩定因素，進而導致回收塔塔底的廢水出現甲醇超標的問題，增加了污水處理的難度。因此通過改造精餾塔不僅能夠提高甲醇生產的質量，而且還減低了企業污水處理的費用，為企業的減排增效帶來巨大的利益影響。

（2）精餾回收塔改造的方案 為提高甲醇生產質量，降低企業費用支出，結合企業實際需要，對精餾塔進行技術改造，精餾塔改造的關鍵是降低回收塔廢水中甲醇的含量，減少回收塔異丁基油量采取量：

①在回收塔的第二段填料上部、第26板、22板以及18板增設4個入料口，并且在各個新增的入料口增設一個DN50閘閥，新增的入料口管線在原入料管線上引出。同時在回收塔的另一側增設三個采出口，其分別為第16、20、24板，新增的采出口設置型號為DN25的閥門，以此便于測線位置的選擇切換。②3510泵出口去C3504管線上增加控制閥門，方便切換入料口時的操作。③準備相應的改造材料。準備以下材料：20個材質為304不銹鋼的DN50管道、16個材質為304不銹鋼的DN25管道、4個材質為不銹鋼的DN50閘閥、3個不銹鋼的DN25閘閥以及1個止逆閥等。

（3）精餾回收塔技術改造的效果分析 在經過對精餾回收塔的技術改造之后，經過一段時間的運行之后，經過分析，其達到了預期的效果，具體見表1。

表1 精餾回收塔改造前后數據對比

通過對表1的對比發現：回收塔側采出口的增加，使回收塔側采出來的乙醇量明顯增加、回收塔塔底外排廢水甲醇含量明顯降低，分析數據結果未檢出，說明甲醇回收效果較理想。而且廢水甲醇含量的降低也為企業帶來了巨大的經濟效益，減少了環境的污染，實現了經濟效益、社會效益以及生態效益的良性發展。

（文章題目：煤制甲醇工藝技術改造分析）

4 結語

總之，甲醇生產工藝復雜，高溫高壓，易燃易爆，有毒有害因素多，設計、工藝改進、精心操作和運行管理都很重要，只有充分論證、調研優化科學的工藝方案、精心設計，全力進行節能創效技術攻關，才能保證裝置平穩、高效運行，為企業創造良好的效益。

［1］杜鵬，劉震.大型煤制甲醇工藝技術分析［J］.中國化工貿易，2015，（36）.

［2］薛永剛，煤制甲醇工藝技術改造分析［D］.河北科技大學碩士研究生論文，2015.