對煤制甲醇氣化工藝選擇闡述

孫洪濤

摘要：本文主要分析了煤制甲醇氣化工藝流程，重點介紹了煤制甲醇氣化工藝對比，它不僅可以確保煤制甲醇氣化工藝的順利進行，而且還可以有效提高甲醇的生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。通過對煤制甲醇氣化工藝選擇進行闡述，以期為甲醇的安全生產(chǎn)提供可靠的保障，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟與社會效益。

關鍵詞：煤制甲醇氣化;工藝流程;對比

1.煤制甲醇氣化工藝流程

1.1煤炭的氣化

1.1.1煤漿制備

將原料煤干基（<25mm）借助輸送系統(tǒng)送至煤斗，通過稱重給料機來對輸送量進行控制后進入棒磨機，然后按照相關規(guī)范和要求添加一定量的水和添加劑，以達到原料煤干基在棒磨機中濕磨的效果。為了實現(xiàn)對煤漿PH值的調(diào)整，還需要加入適量的堿液。同時，還需要借助相關措施將出棒磨機的煤漿濃度控制在65%左右，通過加壓處理后，將煤漿送至氣化工段煤漿槽。實際上，濕法磨煤不僅可以防止粉塵飛揚，而且還可以避免造成對周圍環(huán)境的污染。為了降低煤漿粘度，需加入適量的添加劑，一般選擇木質(zhì)磺酸類添加劑，以保證煤漿具有良好的流動性。

1.1.2氣化處理

水煤漿與氧發(fā)生局部氧化反應后可以制成粗合成氣。通過煤漿加壓泵加壓后，可以使煤漿槽中的煤漿連同空分傳輸而來的高壓氧一起通過燒嘴進入氣化爐，隨后可以使煤漿與氧氣發(fā)生如下反映：

瞬間完成，并生成CO、H_2、CO_2、H_2 O以及少量的H_2 S、CH_4氣體。

熱氣體和熔渣離開氣化爐后，將會進入激冷室水浴，以達到降低熱氣體和熔渣溫度的目的。熱氣體先通過文丘里洗滌器，隨后通過碳洗塔洗滌除塵冷卻處理后將會被傳輸至變換工段。同時，在氣化爐反應過程中所產(chǎn)生的熔渣將會通過激冷室水浴后分離出來進入鎖斗，并達到一定的量后排入渣池，最后借助扒渣機撈出后裝車運走。

1.1.3灰水處理

將上一個環(huán)節(jié)氣化處理后所得到的黑水進行渣水分離，此時所達到的處理水可以繼續(xù)循環(huán)使用。

1.1.4CO變換

通過下述反應可以把氣體中的CO轉(zhuǎn)化成H2。

在煤制甲醇氣化過程中，可以選擇低溫甲醇洗工藝來使變換氣中的全部硫化物、CO2、其它雜質(zhì)和H20全部脫除。通常情況下，低溫甲醇洗工藝主要是借助物理吸收法來達到酸性氣體凈化的目的，該過程中酸性氣體的吸收液選擇了冷甲醇，在零下60℃左右的低溫下，甲醇對酸性氣體具有比較大的溶解度，此時可以將原料氣中的H2S、CO2及各種有機硫等雜質(zhì)分段選擇性地吸收。實際上，低溫甲醇洗工藝主要包括了林德和魯奇兩種，雖然他們的工藝原理基本相同，但是在工藝流程設計、工程實施和設備設計上存在各自的優(yōu)勢，需要結(jié)合實際情況給予針對性的選擇。

1.3甲醇的合成

在甲醇合成過程中，國內(nèi)外常用的合成塔有冷激式、冷管式、多床內(nèi)換熱式和固定管板列管式水管式合成塔。其中，冷激式合成塔能耗高，碳轉(zhuǎn)化率太低，已基本不再被采用;冷管式合成塔雖然具有比較高的碳轉(zhuǎn)化率，但是副產(chǎn)的蒸汽僅為0.4MPa，很少在大型裝置中使用;多床內(nèi)換熱式合成塔一般是在大型氨合成塔的基礎上發(fā)展而來，如今被廣泛應用的是三床（四床）內(nèi)換熱式合成塔;水管式合成塔具有比較高的傳熱泵數(shù)，能更好地縮小傳熱面積，移走反應熱，而且還以多裝催化劑，是大型化較理想的塔型，被廣泛應用于超過60萬t的大型裝置上。

1.4甲醇的精餾

在進行煤制甲醇氣化生產(chǎn)中，甲醇的精餾工藝常見的有Lurgi三塔流程和ICI兩塔流程兩種，其中ICI兩塔工藝雖然裝置投資省、工藝流程簡單，但是會產(chǎn)生比較高的能耗;Lurgi三塔精餾工藝雖然具有相對比較長的流程，但是與ICI兩塔工藝相比，其操作能耗較低。

從清潔環(huán)保角度分析發(fā)現(xiàn)，也可以選擇三塔精餾工藝，此時還需要將回收塔安裝在三塔精餾上，這樣不僅可以在回收常壓精餾塔塔底排出物中降低甲醇的廢水能力，而且還可以有效提高產(chǎn)品收率，并在此基礎上降低廢水污染物產(chǎn)生量。

從投資和能耗等方面進行分析可以發(fā)現(xiàn)，Lurgi三塔流程在大、中型甲醇精餾裝置中得到廣泛應用，并取得了比較好的應用效果，主要是因為三塔型工藝流程中需要安裝一個壓力為0.6-0.7MPa的主精餾塔。加壓塔塔頂甲醇蒸汽冷凝過程中所產(chǎn)生的熱一般可以用于常壓精餾塔塔底再沸器所需要的熱源，這樣不僅可以降低冷卻水和水蒸汽消耗，而且還可以確保精餾工作中總的能耗與二塔流程相比降低了20%-30%。

2.煤制甲醇氣化工藝對比

在進行煤制甲醇氣化過程中，可以選擇的氣化工藝有國外引進的干法粉煤氣化工藝、國內(nèi)研發(fā)的干法粉煤氣化工藝、ICC灰熔聚流化床粉煤氣化工藝、濕法進料加壓氣流床氣化工藝，可以從經(jīng)濟性、適用性、安全環(huán)保性、先進性、可靠性五個方面來對他們進行對比，如表1所示。

3.結(jié)束語

綜上所述，在煤制甲醇氣化工藝中，可能會由于各方面因素的影響，導致甲醇的生產(chǎn)效率不理想，此時就需要結(jié)合實際情況來合理選擇工藝流程，以此來有效提高甲醇的生產(chǎn)效率。

參考文獻：

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