煤制甲醇工艺总结篇1

关键词：低温甲醇洗煤化工应用

引言

低温甲醇洗技术是通过甲醇作为有机吸收溶剂，在低温环境下完成对H2S、CO2和COS等气体的吸收，从而达到对气体的净化目的。目前低温甲醇洗技术已经在煤化工、化肥工业、石油工业等相关领域得到了广泛的应用，其具有吸收性强、选择性高、运行性稳定等特点，已经被广泛的应用于酸性气体的吸收之中。目前低温甲醇洗技术是鲁奇公司和林德公司的重要工艺流程，两个公司在低温环境下进行甲醇洗，虽然脱硫脱碳的方式不一样，但是其基本的原理却没什么区别。随着煤矿资源日益紧张，我国对于煤工业化发展投入了大量的精力，以求获得能源的安全长远发展。本文主要对煤化工生产过程中甲醇洗技术的应用情况进行研究，针对低温甲醇洗技术的主要特点进行分析，并且在使用低温甲醇洗技术存在的问题进行研究，并且对我国目前的主流煤工业应用该项技术进行了深入探讨。

一、低温甲醇洗技术特点

低温甲醇洗属于一种物理的工艺吸收方法，主要针对H2S、CO2和COS等气体进行吸收，由于这些气体的溶解度都很大，那么通过增加酸性气体的分子压可以有效的促进酸性气体吸收。甲醇会随着温度的降低其溶解度呈下降，而H2S、CO2和COS等气体在甲醇中的溶解度增长的速度很快，但是氢气、一氧化碳、氮气等组分的溶解度在甲醇中的变化很小，因此采用低温操作是该项吸收技术的最佳环境。低温甲醇洗技术在应用的过程中主要存在着下面几个特点：其一，对酸性气体的净化能力强，且气体的净化度很高，总硫可降至最低的0.1uL/L，而二氧化碳可被脱到10uL/L；其二，高选择性，甲醇对于H2S、CO2和COS等气体吸收具有很高的选择性，能够很好的完成气体的脱硫脱碳，通过在塔内进行分段和选择，回收的CO2纯度能够满足尿素的需求，从H2S中回收硫；其三，低温甲醇洗技术其化学稳定吸收能力强，吸收过程中不会起泡有利于有机溶剂稳定生产；其四，甲醇的腐蚀作用下，在生产过程中不需要防腐蚀材料，可以很大程度的节省投资。；其五，甲醇作为溶剂其造价低，且来源广泛。

二、低温甲醇洗在工业生产中的应用问题

随着甲醇洗在工业中的不断应用，以及其在工业的生产中存在着一些问题，这使得该技术在后续的发展过程中面临着很大的困难。煤化工生产过程中原材料中含了大量的硫，这些硫对机械具有腐蚀作用，因此在煤化工生产过程中对于硫含量的控制是低温甲醇洗工艺技术的重要研究问题。对于H2S的吸收只有当硫含量达标时才能够在低温甲醇洗中获得很好的吸收效果，否则就会造成吸收效果不佳。而在另外一些化工生产中，例如合成氨的过程中低温甲醇洗的净化装置的冷量会直接影响到净化的效果；煤制甲醇过程中低温甲醇洗的甲醇消耗和循环量会对净化效果造成很大的影响；如果在低温甲醇洗装置中甲醇再生塔出现积垢则会严重的影响甲醇洗的效果。

三、低温甲醇洗在煤化工中的应用情况

1.煤制甲醇中的应用

甲醇不仅是生产石油等化工工业上基础原料，而且在其他的工业生产中也是重要的化工原料。煤制甲醇过程中所涉及的化学反应很多，煤炭经过煤气化、一氧化碳转换、低温甲醇洗以及甲醇合成等即可制得甲醇，进行进一步加工时，可以值得乙酸、二甲醚、乙烯、甲醛以及丙烯等化工原料。

2.煤制合成氨中的应用

国内对于合成氨的生产随着化肥产业的不断发展而迅速发展，合成氨带给了企业良好的利润前景，因此煤制合成氨在我国得到了快速的发展。煤制合成氨的过程中主要以煤作为原料，然后经过煤气化、一氧化碳转换、低温甲醇洗以及合成氨等工艺手段，可以制备出化肥、硝酸、苯胺等产品。煤制合成氨的过程中可以通过减少换热器损失，可以有效的提升生产效率，从而达到对低温甲醇洗的工艺研究。

3.煤制天然气中的应用

由于我国对于天然气的需求日益增大，另外我国的天然气存在着严重的不足，因此这一现状促使了煤制天然气的出现。经过煤气化、一氧化碳转换以及低温甲醇洗过程净化了煤气，将其送入到固定的床的甲烷反应器之中。采用低温甲醇洗技术来净化生产原料，可以有效的进行酸性气体的脱除。

4.其他化工应用情况

低温甲醇洗技术在其他的煤化工生产过程中，利用甲醇对酸性气体的高选择作用，净化程度高等优势被用于煤化工生产之中。以煤作为原料来生产草酸酯、乙二醇等，尤其是在制备乙二醇的Pd/α-Al2O3过程中对于硫含量的要求非常高，那么通过低温甲醇洗技术来净化原料气体，为了避免催化剂失活，则选取的装置总硫出口小于0.1uL/L。

四、结语

随着低温甲醇洗技术在我国内外的快速发展，很多的厂商都利用该方法来进行酸性气体的脱碳和脱硫加工。本文主要对煤化工生产过程中对于甲醇洗技术的应用情况进行研究，针对在使用低温甲醇洗技术存在的问题进行分析，行文过程中针对低温甲醇洗技术特点、低温甲醇洗在工业生产中的应用问题以及低温甲醇洗在煤化工中的应用情况进行探讨，使得我们对于低温甲醇洗技术有了更加深刻的认识，并且在具体的生产过程中对于酸洗气体的脱碳和脱硫的操作进行了研究，希望此研究能够为低温甲醇洗技术研究者提供思路。

参考文献：

[1]汪家铭.低温甲醇洗工艺的技术优势及应用进展[J].化肥设计，2013，06：1-6+10.

[2]常彬杰.低温甲醇洗技术在神华煤制氢装置中的应用[J].神华科技，2009，03：80-83.

煤制甲醇工艺总结篇2

一、甲醇发展状况

1、甲醇生产工艺的发展

1923年德国basf公司首先用合成气在高压下实现了甲醇的工业化生产，直到1965年，这种高压法工艺是合成甲醇的唯一方法。1966年英国ici公司开发了低压法工艺，接着又开发了中压法工艺。1971年德国的lurgi公司相继开发了适用于天然气－渣油为原料的低压法工艺。由于低压法比高压法在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性，所以从70年代中期起，国外新建装置大多采用低压法工艺。世界上典型的甲醇合成工艺主要有ici工艺、lurgi工艺和三菱瓦斯化学公司(mcc)工艺。目前，国外的液相甲醇合成新工艺具有投资省、热效率高、生产成本低的显著优点，尤其是lpmeohtm工艺，采用浆态反应器，特别适用于用现代气流床煤气化炉生产的低h2／(co＋co2)比的原料气，在价格上能够与天然气原料竞争。

我国的甲醇生产始于1957年，50年代在吉林、兰州和太原等地建成了以煤或焦炭为原料来生产甲醇的装置。60年代建成了一批中小型装置，并在合成氨工业的基础上开发了联产法生产甲醇的工艺。70年代四川维尼纶厂引进了一套以乙炔尾气为原料的95kt/a低压法装置，采用英国ici技术。1995年12月，由化工部第八设计院和上海化工设计院联合设计的200kt/a甲醇生产装置在上海太平洋化工公司顺利投产，标志着我国甲醇生产技术向大型化和国产化迈出了新的一步。2000年，杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的jw低压均温甲醇合成塔技术，打破长期来被ici、lurgi等国外少数公司所垄断拥的局面，并在2004年获得国家技术发明二等奖。2005年，该技术成功应用于国内首家焦炉气制甲醇装置上。

南京国昌化工科技有限公司研发的gc型轴径向低压甲醇合成塔技术，通过了中国石油和化学工业协会组织的鉴定。专家认为该甲醇合成塔结构新颖、设计合理，属国内首创，填补了我国轴径向低压甲醇合成塔的空白。该项目为我国甲醇工业提供了一种技术先进、造价低且易于大型化的新型合成装置。该技术已于2003年底在山东久泰化工科技有限公司5万吨／年低压甲醇装置上首次运用成功。

2、甲醇原料的发展

自1923年开始工业化生产以来，甲醇合成的原料路线经历了很大变化。20世纪50年代以前多以煤和焦碳为原料；50年代以后，以天然气为原料的甲醇生产流程被广泛应用；进入60年代以来，以重油为原料的甲醇装置有所发展。对于我国，从资源背景看，煤炭储量远大于石油、天然气储量，随着石油资源紧缺、油价上涨，因此在大力发展煤炭洁净利用技术的背景下，在很长一段时间内煤是我国甲醇生产最重要的原料。

二、甲醇应用状况

近年来，我国甲醇需求增长平稳，一部分来自于传统应用领域，如甲醛生产等，而新应用领域如醋酸及mtbe等则支撑着甲醇需求的增长。广义地说，甲醇应用可分为两大应用领域，即mtbe和化工应用，mtbe曾经是甲醇需求快速增长的主要带动者，但现在也有逐年减弱的趋势。

甲醇的主要应用领域是生产甲醛，甲醛可用来生产胶粘剂，主要用于木材加工业，其次是用作模塑料、涂料、纺织物及纸张等的处理剂，其中用作木材加工的胶粘剂约占其消费总量的80％。甲醛需求的增长速度和国民生产总值的增长速度密切相关。甲醛还用来生产缩醛树脂和特种化学品的1,4-丁二醇，其增长速度很快，但不会显著改变甲醛的总体需求状况。

醋酸消费约占全球甲醇需求的7％，可生产醋酸乙烯、醋酸纤维和醋酸酯等，其需求与涂料、粘合剂和纺织等方面的需求密切相关。

甲基丙烯酸甲酯约占全球甲醇需求的2％～3％，主要用来生产丙烯酸板材、表面涂料和模塑树脂等，预计发达国家的增长速度比较适中，而亚洲地区的增长速度较快。

甲醇不仅是重要的化工原料，而且还是性能优良的能源和车用燃料。甲醇与异丁烯反应得到mtbe，它是高辛烷值无铅汽油添加剂，亦可用作溶剂。自1973年第一套100kt/a装置建成投产以来，它已成为世界上仅次于甲醛的第二大甲醇消费大户。甲基叔戊基醚(tame)也是重要的汽油含氧添加剂，由于历史原因，总产量还不大。

在寻求汽油替代燃料的过程中，醇醚燃料具有较大的应用潜力。醇醚燃料是指甲醇和二甲醚按一定比例配制而成的新型液体燃料，燃烧效率和热效率均高于液化气。由于二甲醚的挥发性好，该燃料有效地克服了甲醇燃料不易点燃、需空气充压、外加预热器及安全运输等方面的缺点。甲醇也可以直接作为汽车燃料使用。

三、甲醇市场状况

自2002年年初以来，我国甲醇市场受下游需求强力拉动，以及生产成本的提高，甲醇价格一直呈现一种稳步上扬走势。甲醇市场价格最高涨幅超过100%，甲醇生产的利润相当丰厚，效益好的厂家每吨纯利超过了1000元/吨，因而甲醇生产厂家纷纷扩产和新建，使得我国甲醇的产能急剧增加。

目前在建或拟建的大型甲醇项目主要有：中海石油化学有限公司在海南建设的年产180万吨甲醇项目，其中第一期工程为年产60万吨甲醇；山西焦化集团有限公司年产12万吨的甲醇技术改造项目；内蒙古鄂尔多斯市华建能源化工有限公司的年产100万吨甲醇项目，其中第一期工程年产40万吨甲醇；我国陕西榆林天然气化学工业公司在陕西榆林的30万吨/年甲醇装置，建成后，甲醇生产能力将增加到73万吨/年；山东兖州煤业股份有限公司在陕西榆林投资建设年产230万吨甲醇工程，其中一期工程为年产60万吨甲醇；哈尔滨气化厂的年产25万吨的新建甲醇装置，新装置建成后，该厂的甲醇生产能力将接近40万吨/年；香港建滔化工集团与重庆长寿化工园合资建造的年产75万吨甲醇项目，重庆化医控股（集团）公司与日本三菱化工合资兴建的年产85万吨甲醇项目，届时重庆的甲醇总产量将达到200万吨，长寿化工园也将成为全国最大的天然气化工基地。据粗略统计，这些新建甲醇装置如果全部建成投产，新增加的年产能至少在500万吨以上，将对我国甲醇市场供求关系产生明显的影响。

四、甲醇发展方向

甲醇是极为重要的有机化工原料，在化工、医药、轻工、纺织及运输等行业都有广泛的应用，其衍生物产品发展前景广阔。目前甲醇的深加工产品已达120多种，我国以甲醇为原料的一次加工产品已有近30种。在化工生产中，甲醇可用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺、甲基叔丁基醚（mtbe）、聚乙烯醇（pva）、硫酸二甲酯、对苯二甲酸二甲酯（dmt）、二甲醚、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲醇等。

以甲醇为中间体的煤基化学品深加工产业：从甲醇出发生产煤基化学品是未来c1化工发展的重要方向。比如神华集团发展以甲醇为中间体的煤基化学品深加工，利用先进成熟技术，发展“甲醇－醋酸及其衍生物”；利用国外开发成功的mto或mtp先进技术，发展“甲醇－烯烃及衍生物”的2大系列。?

作为替代燃料：近几年，汽车工业在我国获得了飞速发展，随之带来能源供应问题。石油作为及其重要的能源储量是有限的，而甲醇燃料以其安全、廉价、燃烧充分，利用率高、环保的众多优点，替代汽油已经成为车用燃料的发展方向之一。我国政府已充分认识到发展车用替代燃料的重要性，并开展了这方面的工作。

随着c1化工的发展，由甲醇为原料合成乙二醇、乙醛和乙醇等工艺正日益受到重视。甲醇作为重要原料在敌百虫、甲基对硫磷和多菌灵等农药生产中，在医药、染料、塑料和合成纤维等工业中都有着重要的地位。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，用作饲料添加剂，有着广阔的应用前景。

五、甲醇行业存在的问题

甲醇作为基础原料产品近年来全球消费稳定增长，据统计2004年全球甲醇消费量超过了3350万吨。从2001年到2004年的年平均增长速度在3.6%。在近两年强势的能源价格支撑下，全球石化产业处于景气周期，甲醇行业也处在健康良性的发展轨道上，但是我们也不能忽视了潜在的不利因素。

1、成本增加隐患渐现

有资料显示，近几年来，我国国内甲醇产量逐年提高，从2000年的近200万吨增长到了2004年的约430万吨，其中最近3年增速尤为明显。与产量增长相对应，我国甲醇进口量已从2002年最高的180万吨减少到了2004年的136万吨。也就是说，中国甲醇市场对进口产品的依赖度在减小，国产甲醇越来越占主导地位，然而这并不意味着我国的甲醇市场是游离于国际甲醇市场之外的一个封闭市场。事实上，国际甲醇市场的变化对我国甲醇市场有着很明显的影响--国内外甲醇的价差会影响进出口的方向，外盘的价格波动也会对国内市场产生联动影响。

六、甲醇行业的发展建议

在世界基础有机化工原料中，甲醇消费量仅次于乙烯、丙烯和苯，是一种很重要的大宗化工产品。作为有机化工原料，用来生产各种有机化工产品。虽然目前世界甲醇市场已供大于求，而且新建装置还将继续建成投产，但是根据专家对汽车代用能源的预测，甲醇是必不可少的替代品之一。另外，甲醇下游产品的开发也会进一步促进甲醇工业的发展，因此，甲醇工业的发展前景还是比较乐观的。

1生产装置大型化

我国甲醇工业目前还在一定程度上面临着进口产品的冲击，原因是国内大部分装置规模小、技术落后、能耗高，造成生产成本高，无法与国外以天然气为原料的大型或超大型甲醇装置抗衡；另一方面，通过多年来技术引进及国内科研院所、高校的研究开发，目前我国甲醇工业已基本使用了国外各种类型的传统低压气相法反应装置；催化剂研制也达到国际最高水平；新工艺的研究也有较大的进展，主要问题在于装置的大型化。

2重视新技术加大基础研究工作

液相甲醇合成工艺具有技术和经济双重优势。在不远的将来会与气相合成工艺在工业上竞争，并会趋于完善，循着类似低压法代替高压法的历程逐渐取代气相合成工艺。因此，应加大对液相合成工艺研究开发力度，一定要开发出自主的先进成套技术。co2加氢合成甲醇、甲烷直接合成甲醇是甲醇工业的热点开发技术，一方面要跟踪国外先进技术；另一方面应加大基础研究工作，尤其是催化剂的研究开发。

3谨慎投资避免盲目建设

煤制甲醇工艺总结篇3

中国的资源禀赋是油、气短缺,煤炭相对丰富。中国煤炭工业协会统计数据:2007年,全国煤炭产量25.23亿t;2008年,产量为27.16亿t,同比增加1.93亿t,同比增长7.65%。2007年我国原油产量18665.7万t,2008年原油产量达1.89亿t,海关总署统计数据:2008年我国净进口油品近2亿t,其中原油进口17472万t,成品油进口2182万t,原油对外依存度已达48.5%,逼近50%的警戒线水平。2007年,我国天然气产量693亿m3,进口量39亿m3,表观消费量732亿m3;2008年,天然气产量达761亿m3。据中国煤炭工业协会预计,2010年我国煤炭需求量将达30亿t以上;另据有关资料介绍,2009年至2011年的3年内,我国原油目标产量分别是1.92亿t、1.96亿t和1.98亿t;天然气目标产量分别为860亿m3、1050亿m3和1200亿m3。在我国这样一个煤炭资源大国,其主要化工产品完全由石油作原料生产是不现实的。尽管我国煤化工产业的发展目前面临一系列问题,例如结构不合理,行业的中小企业较多而大型现代化高新技术企业较少;布点太多,造成产业结构雷同;产品附加值较低,有些后续应用技术没有跟上等,但发展煤化工符合我国国情,且国家政策总体上持支持态度。

一、我国煤化工现状及分类

(一)我国煤化工现状

我国煤化工发展速度相对较慢,同世界先进水平相比,我国的煤焦油工业较落后,主要表现为设备加工能力小,工艺水平低,产品品种少,能耗高,环境污染严重等。造成这种现象的主要原因是煤焦油分散加工,形不成规模。目前上海正着手筹建国内一流的煤焦油蒸馏装置,必将大大提高技术水平和生产能力。代表煤化工技术水平的煤气化技术也落后于一些发达国家。我国是一个农业大国,合成氨产量居世界第一,无烟煤或焦碳合成氨的生产能力约占全国合成氨生产能力的65%左右,但生产工艺落后,能耗高,污染严重。我国甲醇的现有生产能力为300万t/a,其中规模最大的装置有上海太平洋集团公司以煤为原料的生产装置,年产20万t甲醇;齐鲁石化公司第二化肥厂引进的10万t/a生产装置。其余的装置年生产能力为几千吨到几万吨不等,且技术落后、规模小、能耗高。另外,以煤为原料合成碳酸二甲酯、甲酸甲酯等可望实现工业化。

(二)分类

1.传统产品领域

要对与石油化工路线相比具有比较优势的煤化工的产品领域大力进行技术改造,并促使企业改制、改组,设法做强做大,增强国际竞争力。加大产品结构的调整力度:对与石油化工路线相比具有劣势的产品领域宜加速淘汰、关闭或转产;降低高能耗煤化工产品在行业的比重,收紧、缩减高能耗产品的出口;限制和淘汰一批能耗高,污染重的企业。

2.能源替代品

这一部分是煤化工的潜在市场,市场前景广阔是发展的重点。以煤制油(直接液化、间接液化)。甲醇的主要潜在市场是作燃料:燃料甲醇(掺烧或全烧);甲醇转化为二甲醚(替代液化石油气和柴油)中型燃气轮机发电的燃料;燃料电池;甲醇制烯烃(MTO);甲醇制丙烯(MTP)。

二、现代煤化工产业技术发展的方向

传统的煤化工技术包括焦油化工、煤合成气化工及电石乙炔化工等等。煤的气化技术在煤化工的发展中占有重要的地位,先进的催化合成技术、分离技术、生物化工技术、节能减排技术、环保技术与大型工业装备制造技术是现代煤化工的发展基础,新型煤化工技术就是以煤气化为龙头组合应用现代先进的化工生产技术,生产可替代石油的洁净能源和各类化工产品为成品油、甲醇、二甲醚、乙烯、丙烯等,进而发展为煤气化技术为核心的多联产系统。已经形成煤炭——能源——化工一体化的新兴产业。

世界上目前拥有的新型煤化工技术主要有——煤气化技术,以煤为原料生产甲醇的技术,煤路线合成烃类的技术。最令人关注的是煤制油合成气生产烯烃的技术,IGCC技术在国外也是煤气化技术发展的一个热点。我国从上世纪80年代起开始引进国外煤气化技术,但国产化的煤气化技术与国外相比还有较大差距,可以预见以生产可替代石油的洁净能源和化工产品为主的现代煤——能源——化工一体化产业,即将在我国兴起并得到可持续发展。

现代煤化工是属于技术密集型和投资密集型的产业,应采取最有利于提高经济效益的建设及运行方式。现代煤化工的发展要坚持一体化、基地化、大型化、现代化和集约化,真正转变经济增长方式。

坚持一体化。就是把大型煤化工装置和煤矿结合起来(当然亦可以采取煤—电—化一体化联产模式)。把煤气化装置建在矿上(或临近矿区),力求减少煤炭运耗及费用,实施资源优化配置,合理使用煤炭资源(按煤质资源优质优用,劣质劣用,各得其所)。只有形成煤化工与煤矿一体化的利益机制,才能减少日后的价格、运输和布局的风险。

坚持基地化。化学工业内在的固有特性适宜于综合利用和深加工。基地是企业群体的集称。基地内集中布置相关企业,可以充分、高效、合理利用各种资源,提高资源配置效率和效益,发挥企业的集聚效应。总之,煤化工发展实施基地化布局最重要的目的是实施以市场为基础的高度资源优化配置,谋求集约化经营。

坚持大型化、现代化。只有采用一流的技术、一流的设备、一流的管理,建设大型规模效益的装置才能形成一流的煤化工基地,谋求跨越式发展,具备国际竞争力。煤化工如不具备国际竞争力,则无法忍受国际油价波动,和经济全球化带来高度的市场竞争的冲击。

由于煤本身的固有的特性(碳多氢少,矿物杂质多,固态且难以溶化、溶解等),要把从不清洁的能源转为清洁的化工原料,所经过的流程长、环节多、技术要求高、难度大,因而必然导致投资大。煤化工的投资高亦是发展的制约因素之一。为此,一方面应积极采用先进技术,发展规模装置,谋求减少单位投资成本,另一方面依靠优质低价煤的稳定供应以及先进的节能降耗技术,谋求降低生产原料成本。经济效益是考核煤化工能否发展的最基本因素之一。

三、新型煤化工

新型煤化工是以煤炭为基本原料(燃料),C1化工技术为基础,以国家经济发展和市场急需的产品为方向,采用高技术,优化工艺路线,充分注重环境友好,有良好经济效益的新型产业。它包括了煤炭液化(直接和间接),煤炭气化、煤焦、煤制合成氨、煤制甲醇、煤制烯烃等技术,以及集煤转化、发电、冶金、建材等工艺为一体的煤化联产和洁净煤技术。其中煤炭焦化、煤气化-合成氨-化肥已经是我国主要的煤化工产业,随着科学技术的快速发展和市场的巨大需求,煤炭焦化、煤气化-甲醇、煤制油、烯烃及下游化工产品也得到了快速发展。新型煤化工实际上是建立在传统煤化工基础上的,与传统煤化工密不可分。其特点如下。

(一)以清洁能源为主要产品。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)、电力、热力等以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。

(二)煤炭-能源化工一体化。新型煤化工是未来中国能源技术发展的战略方向,紧密依托于煤炭资源的开发,并与其它能源、化工技术结合,形成煤炭-能源化工一体化的新兴产业。

(三)高新技术及优化集成。新型煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同煤转化高新技术,并在能源梯级利用、产品结构方面对工艺优化集成,提高整体经济效益,如煤焦化-煤直接液化联产、煤焦化-煤气化合成联产、煤气化合成-电力联产、煤层气开发与化工利用、煤化工与矿物加工联产等。同时,新型煤化工可以通过信息技术的广泛利用,推动现代煤化工技术在高起点上迅速发展和产业化建设。

(四)建设大型企业和产业基地。新型煤化工发展将以建设大型企业为主,包括采用大型反应器和建设大型现代化单元工厂,如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接液化工厂以及大型联产系统等。在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产业。

(五)有效利用煤炭资源。新型煤化工注重煤的洁净、高效利用,如高硫煤或高活性低变质煤作化工原料煤,在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互补,使各种煤炭达到物尽其用,充分发挥煤种、煤质特点,实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用。新型煤化工强化对副产煤气、合成尾气、煤气化及燃烧灰渣等废物和余能的利用。

(六)经济效益最大化。通过建设大型工厂,应用高新技术,发挥资源与价格优势,资源优化配置,技术优化集成,资源、能源的高效合理利用等措施,减少工程建设的资金投入,降低生产成本,提高综合经济效益。

四、对发展新型煤化工产业关键技术的建议

(一)煤炭液化技术

无论是引进技术还是自主开发,建设煤直接液化或间接液化工厂都需要国内有大量技术配套方面的研究和工程。另外,一次性投资较大也是其共有的特点。因此,现阶段国家部署在少数条件适合的企业和地区进行工程化和商业化示范项目,可以在技术开发、工程化推进以及商业化运作等方面积累丰富的经验,为今后大规模产业化发展奠定扎实的基础。同时,开发具有自主知识产权的煤液化技术也是当前和未来几十年产业化持续发展的客观需求。目前,国内拟建的煤液化项目多采取跨行业、多元化联合投资和多渠道融资的方式解决资金筹措问题,这是今后煤液化项目建设的发展方向。

(二)甲醇和二甲醚合成技术

目前,国内已经建设或拟建设的甲醇生产项目很多,据不完全统计,新上项目的总生产能力不低于1000万t/a。国外的研究认为,甲醇和二甲醚作为代用发动机燃料(不是少量掺烧),到达用户的全成本大于煤基合成油(煤间接液化),同时二甲醚代替柴油也有相关技术问题需要进一步研究。因此,今后新建甲醇、二甲醚工程项目应充分重视市场需求和供求变化。

(三)煤炭焦化

新建煤炭焦化工程项目应立足煤炭企业原料煤特点,采用大型焦炉和能够提高焦炭质量的先进技术以及必要的环保技术,以应对未来优质炼焦煤不足、焦炭市场变化和日益严格的环保政策带来的更加激烈的竞争。

(四)煤化工多联产

煤制甲醇工艺总结篇4

【关键词】焦炉气脱硫NHD溶液惰性气体甲醇

一、发展焦炉气制甲醇工艺的意义

我国的煤炭储藏量比较大，和煤炭相关的附属产品种类也比较丰富。其中，煤焦炭的生产量占世界生产总量的一大部分。但是，现在很多生产焦炭的厂家对其生产过程中产生的煤气的处理方法不太科学，需要我们加以研究进行改进。目前，我国厂家对煤气一般采取直接燃烧的方法，不但造成能源的消耗，还对空气带来了严重污染。因此，如何改造煤气处理方式，变废为宝，是我国焦炭生产行业亟需解决的一个重大课题。把焦炉煤气当做原材料制作甲醇，是目前国内处理这些煤气的主要手段，其技术运用已经比较成熟。由于其可以实现资源的二次利用同时还可以减少污染，国家能源使用中心和环保部门对这项技术的研究和发展都比较重视，因此，在我国将会有比较光明的发展前景。

想要对焦炉煤气进行处理，首先要弄明白它的主要构成成分，其中CO6.20%、CO22.2%、H258.48%、CH226.49%、惰性气体4.0%、O20.60%、H2S250/m3、COS250/m3、CmHn2.0%，从上面的构成成分来看，焦炉煤气中氢元素含量比较大而碳元素含量较小，而且惰性气体难以转化，H2S及COS转化过程中会有有害气体产生，因此，在生产甲醇的过程中，我们需要把惰性气体和这些有毒气体排除出去。CH4是我们生产甲醇必须要合成的气体。

同时在焦炉煤气中还具有少量的不饱和烃、焦油、萘、硫化物、氰化物、氨、苯等物质。这些物质在生产甲醇的时候，都需要加以排除。因此，使用焦炉煤气生产甲醇的关键就在于如何把这些物质排除以及CH4气体的转化。这里我们把排除焦炉煤气中杂质的过程称之为焦炉煤气的净化。

对CH4气体的转化主要借助纯氧强大的氧化功能，对这种气体实现部分氧化。这种操作方式主要具有氧气耗费少，而焦炉煤气利用率高的特点。可以实现大部分CH4气体的转化。

二、焦炉气制甲醇装置工艺运行情况分析及处理

（一）焦炉气压缩机

使用焦炉气压缩机对焦炉煤气进行压缩，经常出现焦炉气压缩机温度过高影响性能稳定的问题。这种现象一般由两种原因引起：一方面是由于氮气分子过多；另一方面是压缩过程中发生了化学反应。在煤气构成中煤粉、焦油、苯、萘、氨、硫化物等物质在进行压缩的时候会发生化学变化，从而引起各级分离器中需要分离的物质大幅度上升，导致排液管道常常出现拥堵现象。

在上面这些现象频繁发生的情况下，焦炉气压缩机的运转时间大幅度缩短，同时在使用过程中需要多次倒车，容器中的气体容量不能保证，影响压缩效果。因此，在使用过程中对焦炉气压缩机进行了一定的改造和升级：在三四级活门处使用了新型活门，同时换掉气柜上的焦炭过滤器，在气柜上安装两台焦油捕捉器，进一步减少煤气中的焦油。

（二）湿法脱硫系统

在对煤气进行净化的过程中，会产生很多的杂质。这些杂质在使用湿法脱硫的过程中，会对NHD溶液造成很大的污染。在脱硫操作刚刚开始的时候，由于溶液中的杂质还比较少，还看不出来污染；但是由于时间的推移，脱硫操作过程不断重复，溶液中的杂质变得越来越多，溶液污染现象就会越来越明显。随着污染程度的逐渐增加，NHD溶液的颜色也会产生一定的改变：由于杂质性质的不同，溶液逐渐分为三层：最下层是杂质，大概占十分之一左右；最上层是一些油状物，大概占二十分之一；而中间部分是NHD溶液，大概占五分之四左右。

随着污染物的逐渐增多，NHD溶液的成分也会逐渐改变。最上层和最下层的成分会逐渐增加，而中间部分的比例会逐渐减少。随着污染现象的加重，其脱硫效果也会逐渐减小。

因此，要对这一环节进行改造，就要在NHD溶液处增加一个备用槽，不断对NHD溶液进行分离，过滤到其中的杂质，延长其使用时间。

（三）干法脱硫系统

湿法脱硫环节的脱硫效果不好，直接导致进入干法脱硫环节的尾气中硫含量过高。这在一定程度上增加了干法脱硫环节的工作量，导致这一环节达不到预期的处理效果。

同时，尾气中氧元素过高，也会对这一环节的脱硫效果造成了一定的干扰。

（四）合成系统

对焦炉煤气的处理，还要对一部分气体进行合成操作，这就是我们通常说的“两高三低”，高是指CO和H2含量高；低是指N2、CO2、总硫含量低。生成甲醇的主要成分是CO、H2和CO2。从理论上来说，氢碳元素的含量比需要控制在二比一上下。这和实际情况存在一定的出入，这就导致废气生产的甲醇总量比较低。氮气是最主要的惰性气体，氮元素不属于生产甲醇的成分，但是其会对甲醇的生产带来严重的影响：首先会加重焦炉气压缩机的运转负荷；其次会加大尾气排放量；最后也会影响焦炉气压缩机的运转速度。这些都会最终影响焦炉煤气生产甲醇的速度和质量。

三、提高焦炉气制甲醇工艺运行质量的思路

（一）减少氮气含量

这一方式必须从生产的第一个环节开始，在炼焦的过程中，减少焦炉煤气中的氮气含量。在炼焦、生产、甲醇生产等环节抓起，降低整个环节中的氮气含量。

（二）做好脱硫环节的工作

在生产甲醇的过程中，做好各个环节的脱硫工作，这样就可以减少总过程中的硫含量，增加脱硫剂、催化剂的使用时间。

（三）对NHD溶液的成分仔细分析

针对湿法脱硫环节，做好NHD溶液的成分解析工作。不断调整溶液的成分，保证NHD溶液的脱硫效果，从而保证本环节和下一环节的脱硫效果。

四、结束语

想要保证整个生产甲醇过程的操作效果，就要掌控好各个环节的运行标准，减少对甲醇生产产生不利影响的各种因素，提高甲醇生产的生产效率，减少整个过程中废气的排放量，真正实现环保和节能的双重目标。

参考文献：

煤制甲醇工艺总结篇5

近年来，中国炼焦、煤气化制合成氨、甲醇等煤化工业呈现快速发展，煤炭液化、甲醇制烯烃、二甲醚、煤化工联产等新型煤化工技术研究与工业化正在启动发展。煤炭能源化工工业是今后20年的重要发展方向，引进和开发自主知识产权技术将成为中国煤化工业发展的重要支撑，中国将成为世界最大的煤化工业国家。这对于我国减轻燃煤造成的环境污染、减缓我国对国外石油的依赖，均将起到重要作用。

新型煤化工在中国正面临新的发展机遇和长远的发展前景。当前，中国炼焦工业技术已进入世界先进行列，新建的大部分是技术先进、配套设施完善的大型焦炉，炭化室高6米的大容积焦炉已实现国产化，2008年机械化焦炉生产的焦炭约占焦炭总产量的70%；干熄焦、地面除尘站等环保技术已进入实用化阶段；化学产品回收能力加强；改造装备简陋、落后的小型焦炉，淘汰土焦及改良焦炉的进展加快。

注重煤焦油化学产品，集中深加工和增强焦炉煤气的有效利用，是焦化工业综合发展、提升竞争能力的重要方向。对布局较为集中的大型炼焦企业，应在焦油深加工、剩余煤气的利用方面统筹规划，以实现规模化生产和高效、经济生产。

煤变油是大家都广泛关注的项目。煤直接液化、间接液化的产品以汽油、柴油、航空煤油以及石脑油、烯烃等为主，产品市场潜力巨大，工艺、工程技术集中度高，是中国新型煤化工技术和产业发展的重要方向。近年来，两种技术在研究开发和大规模工程示范方面均得到发展。

煤直接液化于50年前已实现工业生产，新工艺研发在国外已有近30年，积累了从基础工艺研究到中间试验的大量经验，中国国内研究已有20多年。国内已完成高分散、直接液化、加氢液化催化剂的实验室开发，该催化剂具有添加量低、催化效果好、生产成本低、显著提高油收率等优点，达到国际先进水平。在开发形成“神华煤直接液化新工艺”的基础上，建成了投煤量6t/d的工艺试验装置，于2008年10～12月进行了溶剂加氢、热油连续运转和23小时投料试运转，打通了液化工艺，取得开发成果。适合中国煤种、煤质的CDCL直接液化新工艺的基础研究和工艺开发已启动进行。

目前，国内一些产煤省区和能源企业结合技术引进和开发，已经或正在进行建设煤直接液化工厂的研究和前期工作。

同时，我国煤间接液化技术开发和工业化发展速度在加快。到2008年底，国内分别建成了低温浆态床合成油(间接液化)中试装置，并进行了长周期试验运行，完成了配套体系催化剂的开发，完成了示范工厂的工艺软件包设计和工程研究。低温浆态合成油可以获得约70%的柴油，十六烷值达到70以上，其它产品有LPG(约5%～10%)、含氧化合物等。间接液化中试装置开发、运转是自主知识产权煤基合成油技术的标志性成果，对推动技术国产化和工业化发展有重要作用。

煤间接液化的大规模商业化生产在国外是成熟的，引进技术建设每年300万吨级工厂的可行性研究正在进行中。

煤间接液化技术有较宽的煤种适应性，工艺条件相对缓和，可以通过改变生产工艺条件调整产品结构，或以发动机燃料为主，或以化工品为主，因此将会成为未来煤制油产业发展的主要途径。

生产甲醇等化学物质，是煤化工的又一重要方向。煤炭是国内生产甲醇的主要原料，煤基甲醇产量约占总产量的70%以上。今后甲醇消费仍然以化工需求为主，需求量稳步上升；作为汽油代用燃料，主要方式以掺烧为主，局部地区示范和发展甲醇燃料汽车，消费量均有所增加。预计几年后中国国内甲醇生产、消费量将达到平衡，国内生产企业之间、国内甲醇与进口甲醇之间的竞争将日趋激烈，降低生产成本对市场竞争显得更为重要。

发展甲醇下游产品是未来发展方向。甲醇是重要的基础化工原料，其下游产品有：醋酸、甲酸等有机酸类，醚、酯等各种含氧化合物，乙烯、丙烯等烯烃类，二甲醚、合成汽油等燃料类。结合市场需求，发展国内市场紧缺、特别是可以替代石油化工产品的甲醇下游产品是未来大规模发展甲醇生产、提高市场竞争能力的重要方向。

通过煤气化-合成氨制造化肥，是煤化工的又一途径。受国内石油和天然气资源制约，以煤为原料生产合成氨是今后发展的方向，预计占到60%以上。与建设大中型合成氨建设配套，煤气化技术也取得较大进步和发展。新建煤气化技术有：水煤浆、干煤粉气流床气化，用于中小型化肥厂改造的流化床煤气化，加压固定床煤气化。中小型固定床间歇煤气化技术所占比例正在逐步减少。

国内先进煤气化技术研究开发近年来也有进展，四喷嘴水煤浆气流床气化技术正在进行工业示范，预计2008年完成Kt级工业运行试验；干煤粉气流床气化技术正在进行试开发中；加压流化床气化技术正在进入工业开发。国内煤气化技术的发展将为煤基合成氨产业提供国内知识产权的技术支持，推动合成氨产业技术的全面进步。

煤制甲醇工艺总结篇6

【关键词】整体煤气化联合循环；净化；合成气

引言

整体煤气化联合循环发电(IntegratedGasificationCombinedCycle，IGCC)，是将煤炭气化和燃气―蒸汽联合循环发电系统有机集成的一种洁净煤发电技术。IGCC发电技术因其高效环保等众多优点代表了未来煤电的发展方向，是“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2022年)”明确的优先项目之一，有着良好的发展前景。但是以煤为原料的IGCC生产工艺中，粗合成气中含有大量多余的CO2、少量的H2S、COS等酸性气体，这些酸性气体不仅会污染环境，而且会直接对下游工艺及设备造成危害，必须将其脱除和回收，因此IGCC合成气净化技术核心就是酸性气脱除。目前，IGCC合成气常用的净化技术包括低温甲醇洗法（Rectisol）、聚乙二醇二甲醚法（NHD）以及MDEA法等。本文通过对上述三种净化工艺进行比选研究，提出了适合我国国情的IGCC合成气净化工艺路线，为我国IGCC电站净化工艺路线选择提供了参考。

1IGCC合成气净化常用工艺分析

1.1低温甲醇洗法

低温甲醇洗工艺于50年代初由德国林德公司和鲁奇公司联合开发，该工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。低温甲醇洗工艺属于冷法物理吸收工艺，吸收原理基于软硬酸碱理论，具体反应如下：

CH3OH+H2S+CO2=CH3---OH（1）

||

H-HSCO2

如上所示，甲醇吸收了二氧化碳以后，不影响对硫化氢的吸收，这就是低温甲醇装置吸收了二氧化碳的甲醇仍能用来吸收硫化氢的理论依据。同时，通过查询不同气体在甲醇的溶解度：CS2>H2S>COS>CO2>CH4>CO>N2>H2，溶解度越高的气体越容易吸收。因此，低温甲醇溶液可以选择性的吸收H2S和CO2。

图1低温甲醇洗法工艺流程简图

低温甲醇洗工艺气体净化度高，选择性好，技术成熟，在工业上有着很好的应用业绩，被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。在国内以煤、渣油为原料建成的大型合成氨装置中也大都采用这一技术。

1.2MDEA法

MDEA法属于典型的化学吸收法，经过近30多年的发展，目前已经形成了多种MDEA的改进配方溶液，可以实现MDEA溶液与H2S、CO2、COS等酸性气体的反应速度与程度的控制，该方法具备反应热较低、腐蚀倾向小、蒸气压较低、对H2S选择性强等优点。

MDEA脱除H2S和CO2的反应方程式如下：

2CH3R2N+H2S(CH3R2NH)2S（2）

(CH3R2NH)2S+H2S2(CH3R2NH)HS（3）

2CH3R2N+H2O+CO2(CH3R2NH)2CO3（4）

(CH3R2NH)2CO3+H2O+CO22(CH3R2NH)HCO3（5）

图2MDEA法工艺流程简图

国内外MDEA法的推广应用都取得了显著成就，遍及天然气、炼厂气、合成气和克劳斯尾气，产生了相当可观的经济效益。目前含MDEA的各种体系几乎覆盖了整个气体净化领域，如选择脱硫、酸气提浓、同时脱硫脱碳、脱碳及脱有机硫等。目前国外正在的运行IGCC电站大多都是采用的MDEA脱硫工艺，如西班牙PuertollanoIGCC示范电站，美国WabashRiverIGCC示范电站等。

1.3NHD法

1965年，美国Allied公司首次采用聚乙二醇二甲醚做为物理溶剂，开发了NHD净化工艺，广泛应用于合成气、天然气、燃料气和城市煤气净化。目前，NHD法已成功应用于中国30多个合成氨厂、醋酸厂等工业装置的合成气净化。

图3NHD法工艺流程简图

NHD气体净化技术经过国内外多年的工业推广，技术成熟可靠，在化肥厂、合成氨厂、甲醇厂等有着广泛的应用。国外IGCC电厂也有应用NHD法的案例，如美国CoolWaterIGCC示范电站采用该工艺，在连续五年的运行中表现良好。另外，加拿大GeneseeIGCC电站、英国HatfieldCollieryIGCC电站等项目已决定采用NHD法进行碳捕集。

2低温甲醇洗、MDEA和NHD工艺比选

2.1工艺分析与初投资比较

由于低温甲醇洗工艺是在低温下运行，其操作温度也在-40℃以下，对气体中H2O和NH3等组分以及溶剂中水含量提出较高要求，当气体及溶剂进入低温甲醇吸收塔之前必须彻底脱除。此外，为了有效地回收和维持系统内的冷量，其换热及制冷设备数量较多，换热设备结构又较为复杂，使得工艺流程冗长而复杂。由于在低温下操作，对设备材质要求较高，诸如低温钢材以及缠绕管式换热器等费用较高。

NHD法在仅需脱硫的场合时，操作温度为常温（20～40℃），设备材质一般用普通碳钢即可，只有脱硫塔、再生塔、闪蒸槽、高压闪蒸分离器等少数需耐高压或耐腐蚀的设备，采用16MnR低合金钢。国外对相同规模大型氨厂低温甲醇洗法与NHD法脱硫脱碳的技术经济比较表明，用低温甲醇洗脱碳时需用主要设备48台，而NHD法则只需30台，且NHD法总消耗费用和装置费用均较低，运行费用也只是低温甲醇洗的88.6%，表明NHD法流程简单，投资省，消耗低。经初步估算，低温甲醇洗的基建投资是NHD法的1.8倍。

MDEA法的设备要求与NHD法基本相似，吸收段为常温（20～45℃）操作，设备材料用普通碳钢即可，只有再生塔，闪蒸槽等少数设备需要用耐高温或耐腐蚀设备。如前文所述，MDEA法的工艺系统比NHD法更加简洁，特别是脱硫脱碳同时脱除，因此，设备费和建设初投资更低。

2.2能耗比较

由于低温甲醇洗工艺采用低温吸收，常温解吸收方式，包含了较为庞大的制冷系统，而MDEA工艺和NHD工艺采用常温吸收，高温解吸收方式，因此，在其他条件相同的情况下，低温甲醇洗工艺的能耗最高。

MDEA工艺和NHD工艺相比，NHD工艺相对复杂，特别是NHD工艺的脱硫脱碳是分别布置，因此，NHD工艺的能耗较MDEA工艺高一些。

综上所述，从能耗上讲：低温甲醇洗法＞NHD法＞MDEA法。

2.3优缺点综合比较

表1为低温甲醇洗、MDEA和NHD法工艺优缺点对比。

表1低温甲醇洗，MDEA和NHD法工艺优缺点对比

低温甲醇洗MDEA法NHD法

溶剂稳定性稳定稳定稳定

溶剂腐蚀性低低无

溶剂消耗较高低低

溶剂毒性较高低无

溶剂价格低较高较高

溶剂起泡不起泡起泡不起泡

溶剂选择性高高高

吸收塔压力～7.0MPa～4.0MPa～7.0MPa

运行温度-40℃常温常温

酸气净化度高高高

能耗高低低

初投资高低较高

国产化水平完全国产化完全国产化完全国产化

如表1所示，通过三种工艺的优缺点比较分析，低温甲醇洗工艺的初投资最高，且溶剂毒性较强，不符合环保的要求，而NHD工艺的运行能耗和初投资均高于MDEA法，因此MDEA工艺是最优的选择。

3结论

通过对低温甲醇洗工艺、MDEA工艺和NHD三种工艺的吸收-解吸原理、工艺流程和经济型分析，总结了三种工艺的优缺点，得到以下结论：

（1）三种工艺都技术成熟可靠，实现了国产化，都能够实现高选择性和高吸收率。

（2）低温甲醇洗工艺的吸收剂毒性大，不适合绿色环保的要求，且初投资高，操作复杂，应当不予采用。

（3）MDEA工艺的初投资最低，运行能耗也低于NHD工艺，从经济性上讲是比NHD工艺更优的选择，因此，IGCC合成气净化应当采取MDEA工艺作为技术路线。

参考文献：

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