煤化工甲醇联产醋酸工艺要点分析
摘 要：我国是产煤及消耗煤炭的大国，通过对煤炭进行深加工可转化为工业生产所需要的气体、液体或是固体燃料等。煤化工是我国化工体系中的重要一环，在煤化工业甲醇联产醋酸的生产过程中，涉及到多个复杂的环节，本文将在对比国内外业已存在的醋酸生产工艺的基础上，并结合各地区煤化工企业的实际生产情况对煤化工甲醇联产醋酸生产中的气化、净化、甲醇合成、醋酸合成以及CO分离等关键环节进行分析。
关键词：煤化工；醋酸；甲醇；生产工艺
中图分类号：TQ546 文献标识码：A
甲醇是工业生产中重要的基础性原料，同时其能够在制氢、清洁燃料以及生物技术中都有着非常广阔的应用前景。醋酸作为一种重要的基础性的化工产品与化工中间体，可以应用于化工生产中的各个重要环节，是化工生产中的一种重要试剂。建立和发展大型的煤制甲醇与醋酸联产是煤化工发展中的重要一环，本文将对生产中的气化、净化以及合成和废气分离等的环节进行充分的分析阐述。
1 煤化工制备甲醇与醋酸的工艺流程
在煤化生产过程中，通过将煤炭与空气中的氧气在气化炉中进行充分的结合从而制备含有较高浓度CO和氢气浓度的粗煤气，将出气化炉的粗煤气分为3部分：（1）一部分与水蒸气进行交换从而将粗煤气中的一部分CO转换为氢气，从而达到后续制备甲醇所需要的碳氢比；（2）另一部分的粗煤气经过配气后，通过对其进行热回收-净化后，去除粗煤气中所含有的多余的二氧化碳与硫化物从而生产出甲醇制备所需要的原料气，而后对原料气进行甲醇合成制备生产出甲醇；（3）剩下的粗煤气直接经过热回收-净化后直接分离出粗煤气中所含有的CO，而后将分离出的CO作为醋酸制备的原料气，将CO于上一环中所生产出的精甲醇在催化剂的作用下完成醋酸的制备。
2 煤化工制备甲醇与醋酸制备中的关键工艺分析
2.1 煤化工制备甲醇与醋酸制备中的空分工艺。空分工艺主要是将空气中的氧气、氮气以及氩气等从空气中分离出来。在煤化工制备甲醇与醋酸制备中主要需要将空分后的氧气应用于煤炭的煤气化过程中，氮气则被应用于吹扫和抽提以及分子的筛活化等。在空分环节中主要需要注意空分装置的进气量，气、液体的纯度以及所产生的气体的压力等参数。
2.2 煤化工制备甲醇与醋酸中煤炭的气化。在煤化工制备甲醇与醋酸制备中的煤炭气化环节，主要使用的技术有Shell粉煤加压气化和水煤浆气化、移动床加压气化以及多喷嘴对置式水煤漿气化等几种技术，其中，多喷嘴对置式气化技术单炉能够处理较大量的煤炭，进行甲醇所需要制备气中所含有的一氧化碳和氢气等含量较高，所含有的无用性气体含量较低，能够有效的满足甲醇生产制备所需要的浓度，使用此种技术对所需煤炭的种类、品质等要求较低，同时生产过程中所产生的有害性气体较少，是一种较为环保的生产技术。多喷嘴对置式水煤浆气化技术是国际上较为先进的气流床气化技术之一，经过多年的研发与演化，此种技术已经逐渐成熟，在国内的煤化工行业中应用较多，同时，通过使用此项技术与城市中的煤气使用、清洁发电等产业相结合，可以更好的满足生产需求，特别适用于甲醇、甲醛等化工产品的制备。
2.3 煤化工制备甲醇与醋酸中的净化工艺。在使用水煤浆气化工艺进行煤气化生产的过程中，初步生产的粗煤气中除了含有CO、氢气等有效气体外还含有二氧化碳、氮气、氯等有害成分，因此，需要对粗煤气进行相应的脱硫净化处理，在进行脱硫处理的过程中使用较多的是低温甲醇洗工艺与NHD工艺，以上这两种脱硫净化处理工艺原理都是通过使用物质对粗煤气中的杂质等进行吸收从而达到净化的目的，这两种技术原理基本相同，且技术水平都已经较为完善，但是在使用的设备方面都有其独特的特点。国内科研院所经过多年的研究实现了具有自主知识产权的低温甲醇洗工艺，其在资金使用以及负载方面都相较于林德工艺有了较大的降低，因此，使得煤化工中对于粗煤气的净化更为干净也更为经济。
2.4 煤化工制备甲醇与醋酸中的CO分离工艺。在煤化工生产过程中，需要将粗煤气中的一部分分离出CO来将其作为合成醋酸的原料气，现今所使用的CO分离工艺中主要有变压吸附法和深冷分离法两种分离工艺，其中变压吸附法可以在常温环境下进行CO的分离，生产较为方便，但不足之处是：（1）生产的过程中需要质量较高的原料气，需要确保原料气中的CO浓度较高；（2）进行CO分离的设备较为复杂，从而极大的限制了变压吸附法在CO分离中的使用。深冷法是一种在煤化气中应用较多的的技术，经过多年的发展，其流程简单、可靠，可以在CO分离中生产出2种以上的高纯气体，能够满足高压力下的CO 的分离，但是在使用的过程中需要对原料气进行提纯，去除原料气中的水与二氧化碳等，避免其在低温下凝结而堵塞管道。在煤化气生产的过程中如果采用低温甲醇洗工艺来对粗煤气进行净化则使用深冷法与之配套可以达到较好的效果。
2.5 煤化工制备甲醇与醋酸中的甲醇工艺。在煤化工制备甲醇与醋酸的工艺中甲醇合成的核心是甲醇合成反应器，在现今的甲醇制备过程中，国内外多采用的是低压法的制备技术，相较于中、高压甲醇生产技术，低压法耗费的能源与成本都较低，且产品质量较好。在甲醇制备的核心装备上可以选择国内产的低压绝热-管壳外冷复合型列管式合成塔来进行甲醇的制备。
2.6 煤化工制备甲醇与醋酸中的醋酸合成工艺。现今在煤化工制备甲醇与醋酸合成生产中使用的主要是我国自主研发的低压合成技术，相较于国外的醋酸制备技术，我国自主研发的生产技术在单套装备的利用、能源降低等方面都有着较大的提升。
结语
煤气化制甲醇联产醋酸是我国促进煤炭合理清洁利用的重要途径之一，通过对煤炭进行气化加工，除了能够得到各种有用的化工产品，同时能够实现对于煤炭的环保应用。本文在介绍煤化工制甲醇联产醋酸工艺的基础上，对工艺的要点及选择进行了分析阐述。
参考文献
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