煤化工甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸工藝要點(diǎn)分析

馮志勇（黑龍江黑化集團(tuán)有限公司，黑龍江　齊齊哈爾　161041）

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煤化工甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸工藝要點(diǎn)分析

馮志勇
（黑龍江黑化集團(tuán)有限公司，黑龍江齊齊哈爾161041）

摘要：我國(guó)是產(chǎn)煤及消耗煤炭的大國(guó)，通過(guò)對(duì)煤炭進(jìn)行深加工可轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)所需要的氣體、液體或是固體燃料等。煤化工是我國(guó)化工體系中的重要一環(huán)，在煤化工業(yè)甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸的生產(chǎn)過(guò)程中，涉及到多個(gè)復(fù)雜的環(huán)節(jié)，本文將在對(duì)比國(guó)內(nèi)外業(yè)已存在的醋酸生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，并結(jié)合各地區(qū)煤化工企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況對(duì)煤化工甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸生產(chǎn)中的氣化、凈化、甲醇合成、醋酸合成以及CO分離等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：煤化工；醋酸；甲醇；生產(chǎn)工藝

甲醇是工業(yè)生產(chǎn)中重要的基礎(chǔ)性原料，同時(shí)其能夠在制氫、清潔燃料以及生物技術(shù)中都有著非常廣闊的應(yīng)用前景。醋酸作為一種重要的基礎(chǔ)性的化工產(chǎn)品與化工中間體，可以應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的各個(gè)重要環(huán)節(jié)，是化工生產(chǎn)中的一種重要試劑。建立和發(fā)展大型的煤制甲醇與醋酸聯(lián)產(chǎn)是煤化工發(fā)展中的重要一環(huán)，本文將對(duì)生產(chǎn)中的氣化、凈化以及合成和廢氣分離等的環(huán)節(jié)進(jìn)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(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)將煤炭與空氣中的氧氣在氣化爐中進(jìn)行充分的結(jié)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(jìn)行交換從而將粗煤氣中的一部分CO轉(zhuǎn)換為氫氣，從而達(dá)到后續(xù)制備甲醇所需要的碳?xì)浔龋唬?）另一部分的粗煤氣經(jīng)過(guò)配氣后，通過(guò)對(duì)其進(jìn)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(chǎn)出甲醇制備所需要的原料氣，而后對(duì)原料氣進(jìn)行甲醇合成制備生產(chǎn)出甲醇；（3）剩下的粗煤氣直接經(jīng)過(guò)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(huán)中所生產(chǎn)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(guān)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?dú)庖约皻鍤獾葟目諝庵蟹蛛x出來(lái)。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(yīng)用于煤炭的煤氣化過(guò)程中，氮?dú)鈩t被應(yīng)用于吹掃和抽提以及分子的篩活化等。在空分環(huán)節(jié)中主要需要注意空分裝置的進(jìn)氣量，氣、液體的純度以及所產(chǎn)生的氣體的壓力等參數(shù)。

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(huán)節(jié)，主要使用的技術(shù)有Shell粉煤加壓氣化和水煤漿氣化、移動(dòng)床加壓氣化以及多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化等幾種技術(shù)，其中，多噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)單爐能夠處理較大量的煤炭，進(jìn)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(wú)用性氣體含量較低，能夠有效的滿足甲醇生產(chǎn)制備所需要的濃度，使用此種技術(shù)對(duì)所需煤炭的種類、品質(zhì)等要求較低，同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的有害性氣體較少，是一種較為環(huán)保的生產(chǎn)技術(shù)。多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)是國(guó)際上較為先進(jìn)的氣流床氣化技術(shù)之一，經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)與演化，此種技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，在國(guó)內(nèi)的煤化工行業(yè)中應(yīng)用較多，同時(shí)，通過(guò)使用此項(xiàng)技術(shù)與城市中的煤氣使用、清潔發(fā)電等產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，可以更好的滿足生產(chǎn)需求，特別適用于甲醇、甲醛等化工產(chǎn)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(jìn)行煤氣化生產(chǎn)的過(guò)程中，初步生產(chǎn)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?dú)?、氯等有害成分，因此，需要?duì)粗煤氣進(jìn)行相應(yīng)的脫硫凈化處理，在進(jìn)行脫硫處理的過(guò)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(guò)使用物質(zhì)對(duì)粗煤氣中的雜質(zhì)等進(jìn)行吸收從而達(dá)到凈化的目的，這兩種技術(shù)原理基本相同，且技術(shù)水平都已經(jīng)較為完善，但是在使用的設(shè)備方面都有其獨(dú)特的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)科研院所經(jīng)過(guò)多年的研究實(shí)現(xiàn)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低溫甲醇洗工藝，其在資金使用以及負(fù)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(duì)于粗煤氣的凈化更為干凈也更為經(jīng)濟(jì)。

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(chǎn)過(guò)程中，需要將粗煤氣中的一部分分離出CO來(lái)將其作為合成醋酸的原料氣，現(xiàn)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(huán)境下進(jìn)行CO的分離，生產(chǎn)較為方便，但不足之處是：（1）生產(chǎn)的過(guò)程中需要質(zhì)量較高的原料氣，需要確保原料氣中的CO濃度較高；（2）進(jìn)行CO分離的設(shè)備較為復(fù)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(yīng)用較多的的技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其流程簡(jiǎn)單、可靠，可以在CO分離中生產(chǎn)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(guò)程中需要對(duì)原料氣進(jìn)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(jié)而堵塞管道。在煤化氣生產(chǎn)的過(guò)程中如果采用低溫甲醇洗工藝來(lái)對(duì)粗煤氣進(jìn)行凈化則使用深冷法與之配套可以達(dá)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(yīng)器，在現(xiàn)今的甲醇制備過(guò)程中，國(guó)內(nèi)外多采用的是低壓法的制備技術(shù)，相較于中、高壓甲醇生產(chǎn)技術(shù)，低壓法耗費(fèi)的能源與成本都較低，且產(chǎn)品質(zhì)量較好。在甲醇制備的核心裝備上可以選擇國(guó)內(nèi)產(chǎn)的低壓絕熱-管殼外冷復(fù)合型列管式合成塔來(lái)進(jìn)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?，F(xiàn)今在煤化工制備甲醇與醋酸合成生產(chǎn)中使用的主要是我國(guó)自主研發(fā)的低壓合成技術(shù)，相較于國(guó)外的醋酸制備技術(shù)，我國(guó)自主研發(fā)的生產(chǎn)技術(shù)在單套裝備的利用、能源降低等方面都有著較大的提升。

結(jié)語(yǔ)

煤氣化制甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸是我國(guó)促進(jìn)煤炭合理清潔利用的重要途徑之一，通過(guò)對(duì)煤炭進(jìn)行氣化加工，除了能夠得到各種有用的化工產(chǎn)品，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于煤炭的環(huán)保應(yīng)用。本文在介紹煤化工制甲醇聯(lián)產(chǎn)醋酸工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)工藝的要點(diǎn)及選擇進(jìn)行了分析闡述。

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中圖分類號(hào)：TQ546

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A