煤化工企业煤制甲醇联产醋酸中的工艺技术分析

煤化工企业煤制甲醇联产醋酸中的工艺技术分析

关键词：醋酸工艺技术分析甲醇

甲醇是基础有机化工生产的原料和产品，而且在变压吸附制氢、情节燃料和生物技术等领域有着非常广阔的应用前景。醋酸是一种非常重要的化工产品和化学中间体，可以用于生产多种下游的有机产品，与此同时也可以用作非常好的溶剂。发展大型煤制甲醇并且进行深度的加工，是煤化工业发展的必经道路之一。本文将以国内某个公司的实际生产流程为例子，对于所涉及的气化、净化、甲醇合成、醋酸合成、空分和co分离技术进行细致的讨论和分析。一、生产流程概述

煤和空分的氧气在气化炉中制造得出了一氧化碳、氢气和含量很高的粗煤气。出气炉中的粗煤气的成为有三种：第一种是经过水蒸气的变换，将部分的一氧化碳转化成氢气，合成甲醇合成时需要的氢碳比。第二种是和另一种粗煤气混合，经过加热和回收以后进入到净化的程序中，将多出来的二氧化碳和硫化物脱除以后，就可以得到今春合成原料气，合成后的粗甲醇精制过后就是甲醇产品。第三种是粗煤气经过加热回收和净化之后，将分离出来的一氧化碳作为合成醋酸的原料气，然后一氧化碳和精甲醇在催化剂的作用下合成了醋酸的原型，精制以后就可以得到醋酸产品。

二、关键技术的分析

1.气化工艺的分析

目前一些大型的煤气化技术中，最具代表性的有shell粉煤加压

气化、texaco水煤浆气化、lurgi移动床加压气化和国内多喷嘴对置式水煤浆气化技术四种。texaco气化技术和多喷嘴对置式新型气化技术单台炉的处理煤量很大，合成气中的有效气体（一氧化碳和氢气）含量非常高，惰性组的成分很少，非常适合生产甲醇的原料气，而且煤种的只用范围非常宽泛，环境污染很小，投资的资金也很低廉。假如说我们按照年产20万吨的醋酸汁和20万吨的甲醇，那么合成气中的氢气和一氧化碳的比例为1.50。而texaco及多喷嘴技术约为0.80，shell的比例为0.50，因此采用texaco和多喷嘴新型气化技术可以很好的减少变化的负荷，而且可以避免氮气含量过高对后系统的影响。

多喷嘴对置式水煤浆气化技术是世界上最先进的气流床气化技术之一，多年来，经过科研、设计和生产等多个环节的技术攻关，技术日臻成熟，在国内已大量应用于工业化生产，同时该技术已走出国门，为美国一家石化公司提供气化技术。该技术将城市煤气、洁净发电和供热、液体燃料等清洁能源产品的生产与碳化学深加工相结合，尤其适用于生产开发甲醇、甲醛、甲胺等碳一系列产品，以及醋酸、二甲醚、dmf、dmc、合成油等一系列产品，从而形成以水煤浆气化为树干的产品树。

2.净化工艺的分析

采用水煤浆气化生产的粗煤气当中，除了含有一氧化碳、二氧化碳和氢气之外，还有少量的氮气、二氧化氢以及微量的氨、氯等成分。氯、重金属和硫化物等都是必须去除的有毒气体。从国内外煤

气化装置采用的脱除酸性气体的工艺技术来看，低温甲醇洗工艺和nhd工艺是较为常见的工艺技术。两种工艺技术都属于物理吸收法。低温甲醇洗工艺在国外主要有鲁奇和林德两种工艺流程，而且两者在基本的原理上没有太大的差别，而且技术方面都已经成熟，但是专利技术和设备的设计方面还是各具特色的。国内大连理工大学经过将近25年的研究，研究出了具有自主知识产权的低温甲醇洗工艺。这项技术采用的是六塔流程，和林德的工艺非常相近。但是设备的投资量和冷负荷都比林德工艺低13%左右。所以，采用国内的低温甲醇工艺技术将合成气净化，更加经济

3.甲醇合成工艺的分析

甲醇合成工艺的核心技术是甲醇合成反应器，国外合成的反应器多种多样，已经形成了适应各种要求的系列产品。国内自主研发方面，主要负责的公司是杭州林达化工技术工程公司的低压均温合成甲醇反应器，和华东理工大学的低压甲醇反应器两种。目前国内外在建的和生产的甲醇装置大部分采用的是低压法技术。低压法和中高压法相比较，具有耗能低、成本低和产品质量优秀等特点。上海的焦化有限公司在20万吨的甲醇设备中，运用的工艺技术就是华东理工大学设计的合成塔，而且已经建成投产使用数十年之久，设备的运行状况一切正常。所以，选用低压法的绝热-管壳外冷复合型列管式合成塔（华东理工大学设计方案）进行甲醇的合成，是非常适合、经济的工艺技术。

4.醋酸工艺的分析

甲醇低压羰基合成醋酸技术是当前最先进的醋酸生产工艺，主要工艺路线包括：美国孟山都公司的甲醇低压羰基合成醋酸工艺技术、英国bp公司的cativa甲醇羰基合成醋酸工艺技术、美国塞拉尼斯公司的ao工艺、我国西南化工研究设计院开发的蒸发流程等。自主知识产权的醋酸生产工艺技术已经在国内兖矿、天碱等企业成功使用，目前国内企业正着力于新工艺的技术改造，单套装置产能不断提升，消耗与成本有效降低，生产技术日趋完善提升。

5.co分离工艺的分析

粗煤气的净化中有部分需要分离出一氧化碳成为合成醋酸的原

料气，而目前的分离方法有深冷分离法和变压吸附法两种。第一种：深冷分离法。这项工艺可靠、成熟，而且工艺极其简单，占地面积小，可以同时制造两种以上的高纯度气体，非常适合高压环境下对一氧化碳的分离。但是唯一的缺点就是必须去除原料气中二氧化碳和水，而且要求的密度标准非常苛刻。第二种：变压吸附法。可以在环境温度下面进行，但是缺点非常明显。第一，分离过程非常复杂，需要两套psa的设备，才可以把一氧化碳的纯度提高到95%，而且回收率是65%，因为装置psa设备规模受到一定的限制。第二，对原料气的要求也很高。当原料气中体积分数达到1.2%的时候，一氧化碳的纯度最多达到95%。如果原料气中的一氧化碳浓度很低的话，那么相对应的回收率也会降低。两种方法相比较，如果粗煤气采用的是低温甲醇洗法净化的话，而且采用深冷法进行一氧化碳的分离，效果会更加显著

总结：煤制甲醇联产醋酸是煤用作清洁剂的重要途径之一，在煤炭及其丰富的地区建立这个项目，不单单可以合理的利用现有的资源，还可以带动地方经济的高速发展。本文通过对气化、净化、甲醇合成、醋酸合成、空分和co分离等一些关键技术分析，以及国内外相互对比的结果可以看出来，国外的技术远早于国内的技术，而且已经相当成熟。但是国内的发展也非常迅速，许多关键性的技术已经成熟，而且得到了工业化应用的认可。所以，在选择相关工艺技术的时候，建议企业结合地区资源的实际情况和特点，除了引进国外的先进设备以外，尽可能的使用国内已经成熟的工艺技术。参考文献

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