煤化工甲醇聯產醋酸工藝要點分析

楊阿榮　楊旭

摘 要：本文主要對煤化工業甲醇聯產醋酸工藝項目當中的相關技術進行了分析。通過對此國內外已經有的一些工業化相關藝術，并結合不同地區的實際情況和企業的發展情況，選擇了生產工藝當中的氣化、凈化、甲醇合成以及醋酸合成和CO分離等的關鍵性的技術措施，為中國其他企業參考，提供合理的科學數據以及較為準確的一個技術分析方案。

關鍵詞：醋酸工藝；技術分析；甲醇

甲醇是基礎的有機化工生產當中的原料以及產品，且在變壓吸附制氫和清潔燃料以及生物技術等領域，有著十分廣闊的應用前景。醋酸是非常重要的一種化工產品以及化學中間體，能夠用于生產多種下游有機產品，另外還可以用作溶劑。發展大型的煤制甲醇并且進行深度加工，是現代煤化工業發展的必經的道路之一。本篇文章主要以某個公司實際生產的流程作為例子，對于所涉及的氣化、甲醇合成、凈化、醋酸合成、空分以及CO分離技術進行了一定的分析和探討。

1 氣化工藝

現階段大型的煤氣化技術當中，最具代表性的包括：Texaco水煤漿氣化、Shell粉煤加壓氣化、Lurgi移動床加壓氣化以及國內的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術。Texaco氣化技術以及多噴嘴對置式新型氣化技術單臺爐處理煤量非常大，合成氣中有效氣體（一氧化碳、氫氣）含量十分高，惰性組的成分非常少，十分適合生產甲醇原料氣，且煤種的適用范圍十分寬泛，環境污染小，投資的資金也非常低廉。如果說我們按年產二十萬噸的醋酸汁以及二十萬噸的甲醇，那么合成的氣中氫氣以及一氧化碳比例是1.50。而Texaco和多噴嘴技術大約是0.80，Shell的比例是0.50，所以采用Texaco以及多噴嘴新型氣化技術能夠很好減少變化負荷，且能夠避免氮氣含量過高，從而對后系統的影響。

2 凈化工藝

使用水煤漿氣化生產粗煤氣的過程中，除了含一氧化碳、氫氣、二氧化碳外，還有少量氮氣和二氧化氫、微量的氨以及氯等成分。氯和重金屬以及硫化物等都是必須玩去除的有毒的氣體。從國內外的煤氣化裝置使用的脫除酸性氣體工藝技術分析，低溫甲醇洗工藝以及NHD工藝是非常常見的工藝技術。這兩種工藝技術都是物理吸收法。低溫的甲醇洗工藝在國外主要包括魯奇以及林德兩種的工藝流程，且兩者在基本原理上沒有過大差別，且技術方面都非常成熟，但專利技術以及設備的設計方面還是各有各的特色。國內的大連理工大學經過近二十五年年的研究，研究出了有自主知識產權的一個低溫甲醇洗工藝。這項技術利用的是六塔流程，與林德的工藝十分相近。但設備的投資量以及冷負荷都比林德工藝要低百分之十三左右。因此，采用國內低溫甲醇工藝的技術將合成氣凈化，也更加的經濟

3 甲醇合成工藝

甲醇合成工藝的一個核心技術就是甲醇合成反應器，國外的合成反應器非常多種多樣，已經形成適應各種要求的一系列產品。國內的自主研發方面，主要負責公司就是杭州林達化工技術工程公司的一個低壓均溫合成甲醇反應器，與華東理工大學的一個低壓甲醇反應器?，F階段國內外在建的以及生產的甲醇裝置大多采用的都是低壓法技術。低壓法與中高壓法相比較，有著耗能低和成本低以及產品質量優秀等等特點。上海焦化有限公司在二十萬噸的甲醇設備當中，工藝技術就是運用的華東理工大學設計的合成塔，且已經建成投產使用數10年之久，設備運行狀況也一切正常。因此，選用低壓法絕熱-管殼外冷復合型的列管式合成塔（華東理工大學的設計方案）去進行甲醇合成，是十分適合且經濟的一項工藝技術。

4 醋酸工藝

甲醇低壓羰基合成醋酸技術是現階段最先進的一個醋酸生產工藝，主要的工藝路線有：美國孟山都公司（甲醇低壓羰基合成醋酸工藝技術）、英國BP公司（Cativa甲醇羰基合成醋酸工藝技術）、美國塞拉尼斯公司（AO工藝）、中國西南化工研究設計院（蒸發流程）等。自主知識產權醋酸生產工藝這一技術已經在國內的兗礦和天堿等企業成功地使用，現階段國內的企業正著力于新工藝技術的改造，單套裝置的產能也在不斷提升，消耗和成本有效降低，生產的技術也在日趨完善。

5 CO分離工藝

粗煤氣凈化中有一部分需要分離出一氧化碳作為合成醋酸原料氣，而現階段的分離方法包括深冷分離法以及變壓吸附法兩種。第一種是深冷分離法。這項工藝十分可靠且成熟，工藝非常簡單，占地面積較小，能夠同時制造兩種以上高純度的氣體，十分適合高壓環境之下對一氧化碳進行分離。但唯一的缺點是必須要去除原料氣當中二氧化碳以及水，且要求的密度標準十分苛刻。第二種是變壓吸附法。能夠在環境溫度下面進行，但缺點十分明顯。第一是，分離過程十分復雜，要兩套PSA設備，才能夠把一氧化碳純度提高到百分之九十五，且回收率是百分之六十五，因裝置PSA設備規模受到限制。第二是，對原料氣要求很高。當原料氣當中體積分數達到百分之一點二的時候，一氧化碳純度最多達到百分之九十五。假如原料氣中一氧化碳濃度非常低的話，那么相對應回收率也要降低。兩種方法相比，假如粗煤氣使用的是低溫甲醇洗法凈化，且采用的深冷法進行一氧化碳分離，效果就會更為顯著。

6 結束語

煤制甲醇聯產醋酸作為煤用作清潔劑的一個重要途徑，在煤炭和豐富的地區建立這一項目，不僅能夠更為合理利用現有資源，還能夠帶動地方經濟發展。我們除了要引進國外先進設備之外，還要盡可能去使用國內較為成熟的工藝技術，從而去推動煤化工業的發展。

參考文獻：

[1]馮志勇.煤化工甲醇聯產醋酸工藝要點分析[J].中國新技術新產品，2016（02）：88.