煤制甲醇工藝問題的分析與研究

李晉睿

摘 要 針對目前最常用的一種甲醇生產工藝——煤制甲醇，在簡述其工藝特點的基礎上，提出亟待解決的問題，如產能過剩、需求分布和產能分布存在較大差異、投資較大且水耗很高等，旨在為今后的煤制甲醇產業發展提供參考借鑒。

關鍵詞 甲醇;煤制甲醇;投資

煤和焦炭是生產甲醇制備中必需粗原料氣的重要燃料，使用煤與焦炭進行甲醇生產的工藝路線為：先對燃料進行氣化，然后進行脫硫、變換與脫碳，最后進行甲醇的合成及精制。利用蒸汽與氧氣，也可利用空氣和富含氧氣的空氣對煤與焦炭實施熱加工的操作即為燃料氣化，經汽化后產生的氣體就是煤氣，這是生產甲醇時必需的原料氣，實現氣化的設備以煤氣發生爐為主，若按照煤在爐內實際運動方式，可將氣化方法分成以下三種：其一，固定床或移動床法;其二，流化床法;其三，氣流床法。在我國，主要采用的是固定床間歇氣化。

1 工藝特點

由于將煤與焦炭作為原料生產的原料氣，其組分當中的氫碳比很低，所以在對氣體進行脫硫之后，還應進行變換，通過變換，使一氧化碳變成二氧化碳與氫氣，之后通過脫碳去除過量二氧化碳。完成以上脫硫、變換與脫碳后，經壓縮、合成及精餾即可制得甲醇[1]。

甲醇用途十分廣泛，包括采用氧化的方法制備甲醛、采用氨化的方法制備甲胺、采用羰基化的方法制備醋酸、還可制得甲基化劑、二甲醚、甲酸甲酯、甲基叔丁基醚，也可直接用作燃料，社會對甲醇的需求量越來越高;同時，我國是產煤大國，能為煤制甲醇創造良好的條件，使煤制甲醇工藝得到了廣泛應用。然而，由于受到主觀和客觀、內部和外部多方面因素的影響，使現階段的煤制甲醇工藝存在一些問題，不僅對該工藝甲醇的正常生產有很大影響，而且還會帶來諸如環境污染等其他方面的問題。

2 問題分析

2.1 產能過剩

由于甲醇用途極為廣泛，所以我國煤制甲醇業快速發展，但經過一段時間的膨脹式發展，目前已經產生產能過剩的問題，近幾年現有裝置的實際開工率沒有達到70%，盡管產能的增速正不斷放緩，但總產能依然大于消費量。除國內產能方面的原因以外，國外進口造成的沖擊也是導致現階段產能過剩的主要原因。因此，在今后的工作中應做好產業結構調整，解決產能過剩的問題[2]。

2.2 需求分布和產能分布存在較大差異

對于煤制甲醇項目，都是以煤炭資源為依托建設的，基于此，其主產區和煤礦分布基本相同。然而，甲醇下游產業主要于華東、華北與華中，和產能分布有很大的差異，使運輸成本較高。對此，在實際的產能分布過程中，不僅要將煤炭資源作為依托，還要充分考慮需求的分布。

2.3 投資較大且水耗很高

受到行業特性與未來發展的影響，只有投資規模足夠的裝置才能起到減少能耗與物耗的作用，所以現在的煤制甲醇投資都很高。另外，之前已經提到，煤制甲醇的產能和煤炭資源分布基本相同，然而煤炭資源和水資源實際分布卻相悖，這就導致水成為顯著煤化工發展的主要約束。最初投產的工藝設備規模比較小，生產1t甲醇需要用到25t左右的水，之后工藝設計與生產操作日益成熟，生產1t甲醇所需用量從25t減少到了17t，但水耗依然很高，仍然需要從規模和技術的方面通過深入改革來改善[3]。

2.4 缺乏環保設施

近幾年，我國環保局勢日益緊張，這使煤化工產業正面臨到很大的壓力，在這種壓力下，很多規模不大的裝置在早期設計中放棄了對環保設施的考慮和設計。從開始征收環保稅以來，通過提高環保技術，使三廢的處理負荷國家要求，對煤制甲醇而言至關重要。對于規模較大的煤制甲醇，通常都會配置硫的回收裝置，能基本解決二氧化硫排放問題;從氣化裝置中產生的黑水可通過適當處理變成灰水，使水處理系統實際排放量大幅增加，若未能引入新型處理技術，將對正常生產造成嚴重制約。因此，迫切的需要引入新型三廢處理技術。

2.5 技術依賴性強

雖然在發展熱潮持續推動下，我國提出了很多自主研發的生產設備，但無論哪一種新技術，都需要很長的一段時間來驗證。根據實踐，相較于發達國家，我國煤制甲醇的技術、設備、物耗、環保等方面都存在一定差距。因此，要在積極引入新技術的同時，加強對自主研發的重視，不可盲目跟風，盡快摸索出技術的關鍵要點，并解決運行中產生的難題。

2.6 甲醇燃料有安全隱患

甲醇摻燒汽油可作為一種清潔燃料，但到現在還沒有被廣泛推廣，其原因為甲醇具有毒性，而且沸點較低，容易揮發，各環節的毒性很難防范。此外，甲醇還具有一定腐蝕性，會對汽車等耗油裝置耐久性造成很大影響。可見，將甲醇用于燃料時，還有很多問題亟須解決，在解決這些問題之前，不可大規模推廣應用[4]。

3 結束語

綜上所述，煤制甲醇作為現階段主要甲醇生產技術，還存在產能過剩、需求分布和產能分布存在較大差異、投資較大且水耗很高、缺乏環保設施、技術依賴性強、甲醇燃料有安全隱患等問題，需要在今后的工作中逐一分析，并采取有效措施加以解決。

參考文獻

[1] 劉喜宏.淺談煤制甲醇的前景與工藝流程[J].中國石油和化工標準與質量，2013，（10）：30-31.

[2] 牛小寶，劉重陽.關于煤制甲醇工藝問題的探討[J].化工管理，2018，（25）：199-200.

[3] 李季.大型煤制甲醇的氣化和合成工藝選擇分析[J].化工管理，2019，（5）：44-45.

[4] 許洋，韓勇，劉立業.粉煤氣化煤制甲醇工藝中二氧化碳排放強度的分析研究[J].煤炭加工與綜合利用，2017，（6）：48-49.