大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择分析

大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择分析

张霖

新疆 伊宁， 835000

摘要：在能源日益紧张的今天，甲醇是一种可以很好的代替传统能源的新型能源，并在化工行业应用颇广，文章以煤制甲醇的气化研究入手，探究了煤制甲醇的主要几种合成工艺。

关键词：煤制甲醇；气化; 合成工艺

由于当今社会经济快速发展，但能源日益短缺，这就需要用其他能源来接替传统能源进行开发和利用，甲醇被广泛应用就是时代的推动，和各类科学技术的发展进步的要求。但甲醇的制造技术仍在不断的更新完善中，制取工艺还存在一定的缺陷，这就需要我们进行更深入的研究。

1 、用煤气化的方式制取甲醇的重要意义

甲醇主要的制取原料是煤炭，甲醇在我国化工行业的广泛应用也得益于我国煤炭资源的丰富，用煤炭来制造提取甲醇不仅可以制取甲醇，也可以进一步得到更多种类的衍化物。科技不断进步，现在利用一些生产技术还可以实现甲醇替代汽油的目标。在我国的化工行业，甲醇在被制造和通过加工甲醇进一步制造其他产品的方面有着很大的进步，并在不断改进完善中。甲醇代替传统燃料的技术愈加成熟，一般是通过使用甲醇生产汽油、使用甲醇做电池中的燃料等方式灵活运用甲醇。使用甲醇制造汽油这种生产方式被大面积的运用，这类技术也在不断提高,生产过程更加成熟和安全，并且高效快捷，非常适合被广泛使用。

2 、以煤气化的方式进行甲醇制作的工艺步骤

2.1 煤气化

①制造煤浆：将运输过来的煤干基置于煤斗之中，但要制作原料就需要直径不超过二十五毫米的煤干基。在此之后需要由称重给料机把控煤干基的数量，煤干基进入棒磨机中就应及时加足够的水和适量的添加剂以达到使棒磨机变湿后研磨的目的。此外，还需要加入碱液控制煤浆的酸碱值。在煤浆在一定条件下稳定时，需要将煤浆经出口槽泵进行加压并输送至气化阶段煤浆槽。使用这种方法来对煤浆进行制作，可以减少对空气的污染，降低了粉尘扩散的几率，从而达到了绿色环保的效果。如果想要煤浆更加具有流动性，就需要在生产制作的中间过程加入一些添加剂。

②煤浆氧化制粗合成气：水煤浆的制备过程需要与氧气进行反应，从而得到合成气。煤浆与氧气在进行加压后同时放入气化炉内，发生化学反应，再经过氧化反应后，产生CO、CO2、 H2和少部分CH4等气体。被制成的这些气体与反应过后剩余的熔渣排出炉子后运输至激冷室使用水浴法进行降温，这些气体一边被降温一边与水蒸气融合，离开气化炉后，要经过文丘里洗涤器、碳洗塔等过程对这些气体进行洗涤，去除气体中混合的灰尘，成为比较洁净的合成气后继续进行下一步的加工处理。熔渣在进行水浴之后就会与气体分离，被排进锁斗、排入渣池，最后被运出。

　　③黑水处理：将煤气化操作生产过程中将黑水渣水进行分离，可以使水资源得到循环利用，实现较为环保的生产方式。

　　④提高氢碳比：通过一氧化碳与水进行反应得到氢气和二氧化碳从而达到提高氢碳比的要求。

2.2 合成气净化

用低温甲醇洗去合成气中的二氧化碳、 硫化氢和其他硫化物杂质。由于低温的甲醇对酸性气体溶解度较高，所以这个方法使用低温甲醇当做酸性气体吸收液，因为不同的酸性气体溶解度不一样，就可以实现对酸性气体的分段式吸收，从而实现对合成气进行净化的目的。

2.3 甲醇合成

使用甲醇合成塔才能进行对甲醇的合成，当前有冷激式、冷管式、水管式等不同种类的合成塔，并且优势特点也不尽相同。冷激式合成塔因其能耗高、转化率低，基本上已经被淘汰不用；水管式合成塔一般应用于大型装置中，因为其传热能力较强，可以转移反应过程中放出的热量，减小了传热面积，在水管式合成塔内可以投入更多的催化剂，不仅合成甲醇，还可以制备中压蒸汽，所以应用范围较为广阔。冷管式合成塔进行碳转化效率很高，但是制备水蒸气的效率仍然不够，所以经常被用于中小型装置中。

2.4 甲醇精馏

甲醇精馏的方法分为两种，是两塔流程工艺和三塔流程工艺。两塔的精馏操作较为简单、花费资金少，但耗能比较高；三塔的精馏操作十分复杂，步骤繁多，但耗能很低。在大中型甲醇装置的选择中一般使用三塔精馏工艺，更加合适。其主要优势体现在在制备过程中拥有一个加压操作的主精馏塔，其塔顶的甲醇蒸汽可作为常压精馏塔的再沸器热源，使用三塔工艺会比使用两塔工艺的总能耗减少百分之二十至百分之三十。除此之外，在三塔工艺进行制备的过程中，增加了一个回收塔，对常压精馏塔生产排放出的甲醇废水进行回收再利用，不仅减少了对周围环境的污染，而且提高了甲醇的回收利用率。

3、 煤制甲醇安全生产方法

3.1 完善安全风险防控体系

煤制甲醇在生产过程中需要建立有效的安全监管部门对生产工艺流程进行保护。这一流程中的生产工艺需要涉及各类易燃易爆并且具有有毒物质的气体，因此就需要建立安全风险控制体系，宣传风险管控的重要性。具体来说，通过对煤制甲醇进行安全管理机制的完善，对制造生产流程进行严格的管理和把控，设置人员进行监督，确保各类因素掌握在可控范围内，减少事故发生几率。

3.2 加强对危险化学品的监管

煤制甲醇从生产制备过程到生产出的产品都存在一定的风险，因此可以通过对危险化学品进行监管来对安全风险进行管控，提升操作工艺流程中的安全系数。要避免危险化学品发生泄露还需要对相关负责人进行安全培训，增强其责任意识，避免事故因人员疏忽发生。也需要加强对一些易发生泄露的化学品的监测，设置不同的监测仪器进行高强度的检查，一旦发现泄露，应及时发出警告，并进行各类后续工作。

3.3 提供生产自动化水平

优化生产工艺和生产流程可以减少不安全的情况，对操作设备进行检查和测试，深入了解设备在运行过程中的情况和可能发生隐患的潜在风险。不断研究，并对设备进行改进，提升设备的安全性、降低其在操作过程中风险发生的概率。

3.4 提高基础环境建设

我国相关行业的基础设施建设目前仍然不完善，要提高煤化工行业的安全系数，也需要将厂房建设进行提升。这一类工程项目都属于高风险的项目，因此，为保障相关工作人员的生命安全和身体健康，需要按照国家标准严格进行规划设计，结合各类要求综合筹划厂区的建设，并对大型操作装置进行有效的管理，为安全生产的进行打下良好的基础。

4、总结

甲醇与传统的燃料相比，排放至周围环境中的污染物较少，效率比较高，应用范围广阔。甲醇的优点很多，所以现在化工行业对甲醇的需求量也很大，大量制取甲醇也具有一定的危险性，在此过程中就需要严格按照相关工艺流程进行 ，如果无法提高在生产过程中的监管力度，就无法清除生产中的隐患，导致后续的整个流程中都会有一定的风险。相关的生产企业就需要对甲醇的生产过程中的安全隐患进行消除，提出相应的措施，比如，完善安全风险监管体系，加强对相关操作人员的培训教育，加强对危险化学品的把控，提高自动化生产水平，保证在煤制甲醇的生产流程中的安全性。在生产中尽量减少对环境的污染，在每个阶段中都要按照规定进行，并认真落实国家要求的高效环保问题，使甲醇制取工艺得以安全、清洁、高效的完成，防止废弃化学品对环境进行无法挽回的污染，使人与自然和谐相处。

参考文献：

　　[1]冯亮杰，郑明峰，尹晓晖，张骏驰.煤制甲醇项目的煤气化技术选择[J].洁净煤技术，2011（02）.

[2]郑洪亮.以褐煤为原料制取甲醇合成气煤气化技术的选择[J].广州化工，2011（05）.

[3]雷崇军.浅谈煤制甲醇危险性及安全管控措施[J].化工管理，2019（02）：52-53.

作者简介：张霖 男，身份证号码；620421198707214519。