李杰

摘要：煤制甲醇的化學(xué)反應(yīng)過程十分的復(fù)雜。受到生產(chǎn)工藝的影響，其水量消耗大，且反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生有害的固體、氣體、液體等廢物。本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)工藝展開研究分析，對(duì)生產(chǎn)工藝和管理過程中存在的問題進(jìn)行了分析，并就生產(chǎn)工藝優(yōu)化提出了意見，為今后有關(guān)方面的研究提供了參考資料。

關(guān)鍵詞：煤制甲醇;節(jié)水;優(yōu)化

甲醇，化學(xué)分子式CH3OH。它是一種十分重要的工業(yè)原材料，多個(gè)化工生產(chǎn)工藝中都會(huì)使用到甲醇，如甲醛、乙酸、合成橡膠等。我國(guó)對(duì)于甲醇的需求量是很大的，另外受到甲醇本身化學(xué)特點(diǎn)的影響，它被認(rèn)為是可以替代石油能源的重要化學(xué)原料。甲醇的能量燃燒值高，它與汽油可以以任意比例混合，同時(shí)甲醇中不含硫元素，其燃燒產(chǎn)物為碳?xì)漕惢衔?，它的環(huán)保價(jià)值顯而易見。作為甲醇重要生產(chǎn)工藝煤制甲醇有生產(chǎn)量大、高效率等特點(diǎn)，但是受到生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝等因素的影響，煤制甲醇生產(chǎn)過程中也存在能耗高、產(chǎn)生三廢等缺陷，這種缺陷的存在對(duì)我國(guó)煤制甲醇工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了不利的影響。

1.煤制甲醇工藝流程和特點(diǎn)分析

文章以某化工企業(yè)煤制甲醇生產(chǎn)工藝為例，對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行研究分析，對(duì)生產(chǎn)過程中的污染問題進(jìn)行研究，對(duì)如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排進(jìn)行分析。煤制甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)由多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)組成，如空分、氣化、變換、凈化、硫回收、甲醇合成等，其流程如圖1所示。

從圖1生產(chǎn)工藝流程可以發(fā)現(xiàn)，煤制甲醇生產(chǎn)中會(huì)消耗大量的水，同時(shí)也會(huì)有三廢的產(chǎn)生，且在排放的液體中會(huì)含有磷、硫等元素，氣體中也含有有毒有害氣體，如氮?dú)狻⒁谎趸?、硫化氫等。生產(chǎn)過程中三廢的產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的危害是不容忽視的。

2.生產(chǎn)工藝優(yōu)化措施

2.1基本原則

第一，通過1.9MPa蒸汽壓力下的甲醇合成來有效提升蒸汽壓力，以保證副產(chǎn)蒸汽品質(zhì)，同時(shí)提升系統(tǒng)的節(jié)能效率。第二，系統(tǒng)推進(jìn)有效氣體回收，利用膜分離、非滲透氣等來充分利用氣體中的氫氣，有效降低一氧化碳的排放。第三，利用空冷換熱技術(shù)對(duì)水資源進(jìn)行冷凝，從而實(shí)現(xiàn)水資源的回收利用。第四，煤制甲醇生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生一定的副產(chǎn)物，如不凝汽、PSA廢氣等，這些副產(chǎn)品可以作為燃料被回收利用，這樣以來在降低有害氣體排放的同時(shí)也符合了節(jié)能減排的要求。第五，通過對(duì)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化對(duì)廢氣進(jìn)行處理，如利用火炬設(shè)備來實(shí)施廢氣處理避免排放。

2.2節(jié)能減排測(cè)量

2.2.1優(yōu)化節(jié)水

就目前煤制甲醇生產(chǎn)工藝而言，水資源消耗比較大。優(yōu)化節(jié)水具體可以從以下幾個(gè)方面考慮：第一，對(duì)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化。利用空冷換熱裝置來實(shí)現(xiàn)放空水蒸氣的回收利用;第二，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。通過蒸汽冷凝水、透平冷凝水的循環(huán)利用來降低脫鹽水的用量，從而有效降低水資源的消耗;第三，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化。在生產(chǎn)工藝中所使用的設(shè)備，盡可能的使用一些節(jié)水型的生產(chǎn)裝置，從而降低水消耗。

2.2.2優(yōu)化廢氣

煤制甲醇生產(chǎn)過程中有多種氣體的產(chǎn)生，如氮?dú)狻⒁谎趸?、硫化氫等多種有毒有害氣體。在這種情況下，通過在生產(chǎn)系統(tǒng)中使用火炬系統(tǒng)來對(duì)有害氣體進(jìn)行處理和轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)無害化處理。其優(yōu)化措施具體為：生產(chǎn)系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生不凝氣、閃蒸氣等，可以將這些當(dāng)作燃料來進(jìn)行回收利用，如生產(chǎn)系統(tǒng)所產(chǎn)生的尾氣中含有氮?dú)?、甲烷、氫氣等，這些氣體都可以當(dāng)作燃料使用，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。煤制甲醇生產(chǎn)中會(huì)有高純度氫氣的產(chǎn)生，可以利用膜分離技術(shù)來對(duì)所產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行分離回收，而對(duì)于其他純度相對(duì)較低的氣體則可以通過吸附模塊的利用來提純氣體，之后再利用OCU對(duì)提純的氣體進(jìn)行凈化和分離，其廢氣優(yōu)化工藝如圖2所示。

2.2.3廢液優(yōu)化

煤制甲醇生產(chǎn)廢液主要包括兩種，一種是生活污水，一種是工業(yè)生產(chǎn)污水，其中工業(yè)生產(chǎn)污水所占比重較大。而工業(yè)生產(chǎn)污水對(duì)環(huán)境有著嚴(yán)重的破壞，因此必須對(duì)污水進(jìn)行處理優(yōu)化后才能將其排放。通過對(duì)煤制甲醇生產(chǎn)工藝特點(diǎn)分析，具體廢液處理優(yōu)化如下：生活污水處理→生產(chǎn)廢液初處理→廢液深處理及故障應(yīng)急處理。污水的處理可以通過污水處理廠處理、現(xiàn)場(chǎng)脫鹽循環(huán)利用等措施來完成。

3.結(jié)論

綜上所述，煤制甲醇生產(chǎn)中有廢氣、廢渣、廢液等的產(chǎn)生，這些廢物的產(chǎn)生都會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，故而如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是當(dāng)下煤制甲醇生產(chǎn)的研究重點(diǎn)。具體可以通過降低水消耗、廢氣優(yōu)化、廢液優(yōu)化等多個(gè)方面開展節(jié)能減排，保證企業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展。

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