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1、葛少英1 杨锐21 宁夏大学能源化工重点实验室宁夏银川7500002 神华宁夏煤业集团甲醇制烯烃项目筹建处宁夏银川750000【摘要】从煤制甲醇的重要意义与我国当前甲醇生产中存在问题出发，详细探讨了煤制甲醇技术的造气、脱除酸性气体、合成与精馏等工序，希望能对我国以后煤制甲醇技术的发展提供借鉴。【关键词】煤制甲醇气化技术 合成精馏1 煤制甲醇的意义及我国煤制甲醇发展现状甲醇的制取原料主要有轻质油、重质 油、天然气、液化石油气和煤等。在我国甲 醇的生产原料中，石油大约占58.4%，煤占32.5%，天然气占9.1%。众所周知，我国能源 的特点是煤炭资源丰富、缺油少气，且煤炭在 燃烧过程中会给环境带来
2、很多的危害。因此， 合理开发煤炭生产甲醇技术对有效开发利用煤 炭资源，调整我国的能源结构，促进我国化工 产业的快速发展有重大意义1。我国煤制甲醇的生产与世界先进国家相 比，在工艺技术、生产规模和构建产业链上都 有不小的差距：首先，工艺技术不成熟，大多 采用固定层气化工艺且以块煤作为生产原料， 造成成本高、消耗大、污染重的问题；其次， 装置和设备规模不经济、生产能力小。最后， 产业链过短导致产品的附加值较低。2 煤制甲醇生产技术与工艺甲醇的工业合成最早是由B A S F公司于1923年开发，其合成方法按压力大小可分为 高压合成法和低压合成法两种2。高压合成法 要求320400的温度和2530M
3、P a的压力；低 压合成法有两种，首先是对合成气脱硫后，使 用高活性铜作催化剂使合成压力大大降低至5M P a，温度降至230280合成法。后来由于 此法的反应器太大、不易制造而发展了10M P a 的低压合成法。与高压合成法相比，低压合成 法的压缩动力消耗大大降低，经济性较高，因 此得到了快速发展，成为当前合成甲醇的主流 技术（用此方法生产的甲醇量占世界甲醇总产 量的80%左右）。煤制甲醇技术属于煤间接液化技术的范 围，其工序主要有造气（煤气化）、压缩、合 成与粗甲醇精制等。2.1 制气技术工艺现如今在我国煤制甲醇工业中主要的煤气化 技术有：固定层间歇气化、灰熔聚粉煤气化、恩 德粉煤气化和间
4、歇流化床粉煤气化等技术。（1）固定层间歇制气技术 此技术早在二十世纪30年代就已经开发成功，在当今已经属于较落后技术，它是在常 压下，以块状焦炭或无烟煤为原料，水蒸气和 空气为气化剂，生产燃料气与合成原料气。它 的优点是操作简便，但缺点也非常明显：原料 单一、气化率低、污染重、能耗高。在制气过程中，大量含C O2、C O、H2、H2S、N O X、S O2与表1 ICI技术与LUGRI技术比较冷却洗涤塔排放的废水含有焦油、氰化物与酚类，如果治理不，会造成水环境污染。（2）德士古气化技术 此气化技术的特点是对煤种的要求不高，但对煤灰熔点的要求较高，碳的转化率可达95% 以上，单炉生产能力较大。它
5、的工艺过程是， 氧气和水煤浆喷入气化炉后，立刻经历煤浆升 温与煤热解挥发、水分蒸发、气体化学反应和2.3 甲醇合成技术甲醇的合成是一种强放热反应过程，现 在广泛采用低压法合成工艺，最典型的工艺为 ICI与LURGI技术。从清洁生产的角度看，后者 优于前者并已实现国产化。这两种技术的比较 如下表1所示。2.4 精馏当今的甲醇精馏工艺主要有I C I的两塔流 程与L U G R I的三塔流程两种，这两种工艺流程 的主要区别为三塔流程有一个压力约0.7M P的 加压操作的主精馏塔。两塔工艺装置投资省、 流程简单、能耗高；三塔工艺流程较长、装置 较复杂、操作能耗较低。从投资与能耗等方面 进行综合考虑，
6、对大中型甲醇精馏装置，将加 压塔塔顶甲醇蒸汽的冷凝热用作常压精馏塔塔 底再沸器的热源，这样就可以大大降低蒸汽与 冷却水的消耗，更能满足清洁生产的要求。3 总结随着我国甲醇制烯烃技术与车用甲醇燃 料技术蓬勃发展，我国对甲醇的需求量也在急 剧增加。我们应当清醒的认识到，发展煤制甲 醇及其后续产品还有很长的路要走，这就要求 我们从事煤化工行业的工作者的不断努力。3残碳气化等过程后，产出粗煤气，和灰渣 。（3）鲁奇加压气化技术此技术采用的原料为粒度为1050的 煤，气化剂为水蒸汽和纯氧。在气化过程中， 伴随压力的增加，气化强度和煤气热值会大大 增加。在我国此技术被广泛应用于城市煤气生 产中。（4）sh
7、ell气化技术 此技术采用干煤粉作为进料，水蒸气与纯氧作为气化剂，是一种加压气流床粉煤气化 技术。此气化技术的特点为：气化温度高达14001600，碳转化率近乎100%，气化效率 高，气化反应充分，单炉产气能力高，洁净气 化、有害副产物少。2.2 酸性气体的脱除技术H2S、C O2与有机硫，依据作用机理不同， 可分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸 收法三类。物理吸收法是当今比较常用的方参考文献法，广泛应用于高C O 分压原料气的处理，其1凌南.新一代煤化工产业21世纪的高新技术产业.北方技术网, 2001. 2.齐国祯,谢在库,钟思青,等.煤或天然气经甲醇制低碳烯烃工艺研究新进展J.现 代
8、化工,2005,(2):1921.3王凤敏,翟华中,王朝辉,等.煤制甲 醇项目的竞争力分析.J.煤炭加工与综合利 用,2005,(1): 16.2代表工艺有低温甲醇洗法和NHD法等4。 低温甲醇洗法是依据甲醇在低温条件下对酸性气体有较大溶解度的物理特性，用冷甲醇吸收、脱除原料气中的H S、C O 等酸性气体；2 2NHD法采用的物理吸收剂是乙二醇二甲醚。两种方法的气体脱除技术相比，低温甲 醇洗技术虽然投资高，但是其能耗和物耗均比项目ICI技术（基准）LUGRI技术合成工段投资11.13反应器形式绝热床受多段原料气冷击列管式等温床内部冷却循环压缩能耗10.67冷却水消耗10.38反应床层温差40
9、左右与冷侧温差在7左右开工操作专门设置开工炉，开工时间 长，先进行循环气预热，后进行 催化床加热开工方便、时间短，直接通往反 应器，催化床利用蒸气加热循环比约为6约为5反应温控依据原料气冷激的方式进行温 度调节，其有滞后性，且在低负 荷或负荷有波动时更明显依据水进气出，蒸气压力变化进 行温控，其滞后较ICI小file:/C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt涵盖各行业最丰富完备的资料文献，最前瞻权威的行业动态，是专业人士的不二选择。file:/C|/Users/Administrator/Desktop/新建文本文档.txt2012/8/26 12:19:58