煤制甲醇生产工艺优化与节能减排方法的探讨.docxVIP

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煤制甲醇生产工艺优化与节能减排方法的探讨

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摘要：甲醇（CH3OH）是一种非常重要的工业原料，是HCHO、CH3COOH、CH3NH2、CH3Cl以及合成橡胶等多种重要化工产品的合成原料，具有非常大的需求量以及上下游产业链。另外，甲醇还是目前被认为最可能替代石油的能源产品。这主要是因为甲醇具有非常高的能量燃烧值，能够以任何的比例和汽油进行融合，同时由于其不含硫元素，因此燃烧产物为碳氢化合物，具有非常高的环保价值。煤制甲醇是目前最为常用的一种甲醇工业生产工艺，具有生产量大、效率高等优点。但是目前众多的化工企业由于设备和工艺技术的原因，进行煤制甲醇的生产时，经常会伴随着能耗高和“三废”高等问题。严重阻碍了我国煤制甲醇工业的发展。

关键词：煤制甲醇；生产工艺；节能减排方法

1煤制甲醇生产工艺优化路径

1.1工艺概况

案例企业甲醇项目的工艺结构如图1所示。

图1甲醇项目工艺结构

煤制甲醇生产工艺具备显著的多碳少氢特点，生产过程中的水消耗较大，同时会排放较多的气固废物，如CO、H2S、N2、固废等。结合图1进行分析不难发现，案例企业甲醇项目采用丹麦托普索合成工艺，该工艺具备以下几方面特点：第一，由于合成1.9MPa蒸汽，具备显著的节能性能；第二，可实现循环渗透气H的循环利用，这主要源于非渗透气的H回收、PSA从弛放气、膜分离、原料节约、CO2排放减少得以实现；第三，为实现水冷用量节约，工艺能够实现对空冷换热的优先利用，如稳定塔回流预冷、循环汽压缩机冷器；第四，副产的未凝汽、闪蒸蒸汽、PSA能够返回蒸汽加热炉，原料气节约得以实现；第五，循环使用透平冷凝水、蒸气冷凝水，能够有效实现脱盐水节约；第六，排除的意外气体由火炬设备治理，废气排放量能够有效降低。

1.2参数分析

结合具体测算能够了解到，案例项目合成1t甲醇存在38.501GJ的总能耗，折合标煤1.1264t，天然气制甲醇、传统煤制甲醇、煤－气混合法制甲醇的每吨总能耗分别为32～34GJ、45～50GJ、32.23GJ，但由于本项目无需精馏，因此其能耗相对较低。进一步分析可以发现，案例项目煤制甲醇生产工艺存在耗能占比较大的合成气，因此需设法对其进行优化，实现合成气原料用量减少，耗能占比较大的蒸汽应采用优选压缩机、优化能量回收循环等方式进行改造。

2节能减排生产工艺优化措施

2.1优化原则

①合成生产1.9MPa蒸汽，提高蒸汽压力促进循环透气，提高系统节能效率；②将系统进行循环透气，通过膜分离、PSA从弛放气、非渗透气来提高气体中H2的回收和循环利用效率，减少CO等气体的排放；③通过增加空冷换热的技术措施实现对水资源的冷凝回收循环利用；④将煤制甲醇生产的副产品进行循环利用，如闪蒸蒸汽、未凝汽、PSA废气等重新加热作为燃料利用，即能减少有害物质的排放又能实现节能减排的目标；⑤优化生产工艺加强对废弃的处置措施，如通过火炬设备处理防止废气的排放。

2.2具体节能减排测量

2.2.1节水优化

对目前煤制甲醇生产工艺水资源消耗过大的问题进行优化，可以从以下几个方面开展。①优化工艺流程，增加空冷换热装置对水蒸气进行回收；②通过对生产工艺的分析，循环使用蒸汽冷凝水、透平冷凝水来减少脱盐水的使用量进而减少水的消耗量；③优化生产设备，采用节水型生产装置。

2.2.2废气优化

煤制甲醇的生产会产生多种气体，其中有大量的N2、H2S、CO等有害气体。此时可以采用在生产系统中增加火炬系统来对有害气体的处理和转化，实现无害化处理。煤制甲醇的有害气体优化工艺措施为：将生产系统中的未凝气、闪蒸蒸汽作为燃料进行回收利用，例如生产尾气中的氮气、氢气、甲烷、HCOOCH3、CH3OH等气体就可以作为燃料从而减少能源消耗。具体优化措施为通过膜对煤制甲醇生产过程中合成的高纯度的H2进行捕捉吸收。对于低纯度的其他气体采用吸附模块来对气体进行提纯，然后通过OCU来对提纯的气体进行净化分离。具体的废气优化工艺流程如图2所示。

图2废气回收处理流程

2.2.3废液优化

煤制甲醇的生产废液分为生活污水和工业生产污水两个部分，其中主要为工业生产污水。工业生产污水对环境影响最大，必须进行污水优化处理之后才能排放。结合煤制甲醇生产工艺的特点，将废液的处理分为三个步骤进行，分别为生活污水处理、生产废液初处理、废液深处理及故障应急处理。污水的处理采用污水处理厂清理、现场脱盐循环利用等措施组成。的状况，对工作人员的生命安全造成危害。所以在进行反应设备的选择和保养时，需要注重化学腐蚀和电化学腐蚀等多种腐蚀类型，做好相应的防护措施，这样才能保证设备的安全运行。

3对柴油加氢装置的安全保护措施

3.1工艺与设备方面加强防护

首先来说需要加强加氢装置的液位控制质量，可以在装置