煤化工甲醇聯產醋酸工藝要點分析

馮志勇（黑龍江黑化集團有限公司，黑龍江　齊齊哈爾　161041）

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煤化工甲醇聯產醋酸工藝要點分析

馮志勇
（黑龍江黑化集團有限公司，黑龍江齊齊哈爾161041）

摘要：我國是產煤及消耗煤炭的大國，通過對煤炭進行深加工可轉化為工業生產所需要的氣體、液體或是固體燃料等。煤化工是我國化工體系中的重要一環，在煤化工業甲醇聯產醋酸的生產過程中，涉及到多個復雜的環節，本文將在對比國內外業已存在的醋酸生產工藝的基礎上，并結合各地區煤化工企業的實際生產情況對煤化工甲醇聯產醋酸生產中的氣化、凈化、甲醇合成、醋酸合成以及CO分離等關鍵環節進行分析。

關鍵詞：煤化工；醋酸；甲醇；生產工藝

甲醇是工業生產中重要的基礎性原料，同時其能夠在制氫、清潔燃料以及生物技術中都有著非常廣闊的應用前景。醋酸作為一種重要的基礎性的化工產品與化工中間體，可以應用于化工生產中的各個重要環節，是化工生產中的一種重要試劑。建立和發展大型的煤制甲醇與醋酸聯產是煤化工發展中的重要一環，本文將對生產中的氣化、凈化以及合成和廢氣分離等的環節進行充分的分析闡述。

1 煤化工制備甲醇與醋酸的工藝流程

在煤化生產過程中，通過將煤炭與空氣中的氧氣在氣化爐中進行充分的結合從而制備含有較高濃度CO和氫氣濃度的粗煤氣，將出氣化爐的粗煤氣分為3部分：（1）一部分與水蒸氣進行交換從而將粗煤氣中的一部分CO轉換為氫氣，從而達到后續制備甲醇所需要的碳氫比；（2）另一部分的粗煤氣經過配氣后，通過對其進行熱回收-凈化后，去除粗煤氣中所含有的多余的二氧化碳與硫化物從而生產出甲醇制備所需要的原料氣，而后對原料氣進行甲醇合成制備生產出甲醇；（3）剩下的粗煤氣直接經過熱回收-凈化后直接分離出粗煤氣中所含有的CO，而后將分離出的CO作為醋酸制備的原料氣，將CO于上一環中所生產出的精甲醇在催化劑的作用下完成醋酸的制備。

2 煤化工制備甲醇與醋酸制備中的關鍵工藝分析

2.1 煤化工制備甲醇與醋酸制備中的空分工藝。空分工藝主要是將空氣中的氧氣、氮氣以及氬氣等從空氣中分離出來。在煤化工制備甲醇與醋酸制備中主要需要將空分后的氧氣應用于煤炭的煤氣化過程中，氮氣則被應用于吹掃和抽提以及分子的篩活化等。在空分環節中主要需要注意空分裝置的進氣量，氣、液體的純度以及所產生的氣體的壓力等參數。

2.2 煤化工制備甲醇與醋酸中煤炭的氣化。在煤化工制備甲醇與醋酸制備中的煤炭氣化環節，主要使用的技術有Shell粉煤加壓氣化和水煤漿氣化、移動床加壓氣化以及多噴嘴對置式水煤漿氣化等幾種技術，其中，多噴嘴對置式氣化技術單爐能夠處理較大量的煤炭，進行甲醇所需要制備氣中所含有的一氧化碳和氫氣等含量較高，所含有的無用性氣體含量較低，能夠有效的滿足甲醇生產制備所需要的濃度，使用此種技術對所需煤炭的種類、品質等要求較低，同時生產過程中所產生的有害性氣體較少，是一種較為環保的生產技術。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術是國際上較為先進的氣流床氣化技術之一，經過多年的研發與演化，此種技術已經逐漸成熟，在國內的煤化工行業中應用較多，同時，通過使用此項技術與城市中的煤氣使用、清潔發電等產業相結合，可以更好的滿足生產需求，特別適用于甲醇、甲醛等化工產品的制備。

2.3 煤化工制備甲醇與醋酸中的凈化工藝。在使用水煤漿氣化工藝進行煤氣化生產的過程中，初步生產的粗煤氣中除了含有CO、氫氣等有效氣體外還含有二氧化碳、氮氣、氯等有害成分，因此，需要對粗煤氣進行相應的脫硫凈化處理，在進行脫硫處理的過程中使用較多的是低溫甲醇洗工藝與NHD工藝，以上這兩種脫硫凈化處理工藝原理都是通過使用物質對粗煤氣中的雜質等進行吸收從而達到凈化的目的，這兩種技術原理基本相同，且技術水平都已經較為完善，但是在使用的設備方面都有其獨特的特點。國內科研院所經過多年的研究實現了具有自主知識產權的低溫甲醇洗工藝，其在資金使用以及負載方面都相較于林德工藝有了較大的降低，因此，使得煤化工中對于粗煤氣的凈化更為干凈也更為經濟。

2.4 煤化工制備甲醇與醋酸中的CO分離工藝。在煤化工生產過程中，需要將粗煤氣中的一部分分離出CO來將其作為合成醋酸的原料氣，現今所使用的CO分離工藝中主要有變壓吸附法和深冷分離法兩種分離工藝，其中變壓吸附法可以在常溫環境下進行CO的分離，生產較為方便，但不足之處是：（1）生產的過程中需要質量較高的原料氣，需要確保原料氣中的CO濃度較高；（2）進行CO分離的設備較為復雜，從而極大的限制了變壓吸附法在CO分離中的使用。深冷法是一種在煤化氣中應用較多的的技術，經過多年的發展，其流程簡單、可靠，可以在CO分離中生產出2種以上的高純氣體，能夠滿足高壓力下的CO 的分離，但是在使用的過程中需要對原料氣進行提純，去除原料氣中的水與二氧化碳等，避免其在低溫下凝結而堵塞管道。在煤化氣生產的過程中如果采用低溫甲醇洗工藝來對粗煤氣進行凈化則使用深冷法與之配套可以達到較好的效果。

2.5 煤化工制備甲醇與醋酸中的甲醇工藝。在煤化工制備甲醇與醋酸的工藝中甲醇合成的核心是甲醇合成反應器，在現今的甲醇制備過程中，國內外多采用的是低壓法的制備技術，相較于中、高壓甲醇生產技術，低壓法耗費的能源與成本都較低，且產品質量較好。在甲醇制備的核心裝備上可以選擇國內產的低壓絕熱-管殼外冷復合型列管式合成塔來進行甲醇的制備。

2.6 煤化工制備甲醇與醋酸中的醋酸合成工藝。現今在煤化工制備甲醇與醋酸合成生產中使用的主要是我國自主研發的低壓合成技術，相較于國外的醋酸制備技術，我國自主研發的生產技術在單套裝備的利用、能源降低等方面都有著較大的提升。

結語

煤氣化制甲醇聯產醋酸是我國促進煤炭合理清潔利用的重要途徑之一，通過對煤炭進行氣化加工，除了能夠得到各種有用的化工產品，同時能夠實現對于煤炭的環保應用。本文在介紹煤化工制甲醇聯產醋酸工藝的基礎上，對工藝的要點及選擇進行了分析闡述。

參考文獻

[1]王建國，李永旺，韓怡卓，等.煤經氣化制液體燃料及其高溫煤氣凈化研究進展[J].催化學報，2009（30）.

[2]唐宏青，相宏偉.煤化工工藝技術評述與展望：合成甲醇裝置大型化與國產化[J].燃料化學學報，2001（29）.

[3]劉慶.NHD和低溫甲醇洗酸性氣脫除工藝的比較和選擇[J].煤化工，2008（36）.

中圖分類號：TQ546

文獻標識碼：A