煤制甲醇生产工艺优化与节能减排策略

李杰

摘要：煤制甲醇的化学反应过程十分的复杂。受到生产工艺的影响，其水量消耗大，且反应过程中会产生有害的固体、气体、液体等废物。本文结合生产实际对煤制甲醇生產工艺展开研究分析，对生产工艺和管理过程中存在的问题进行了分析，并就生产工艺优化提出了意见，为今后有关方面的研究提供了参考资料。

关键词：煤制甲醇;节水;优化

甲醇，化学分子式CH3OH。它是一种十分重要的工业原材料，多个化工生产工艺中都会使用到甲醇，如甲醛、乙酸、合成橡胶等。我国对于甲醇的需求量是很大的，另外受到甲醇本身化学特点的影响，它被认为是可以替代石油能源的重要化学原料。甲醇的能量燃烧值高，它与汽油可以以任意比例混合，同时甲醇中不含硫元素，其燃烧产物为碳氢类化合物，它的环保价值显而易见。作为甲醇重要生产工艺煤制甲醇有生产量大、高效率等特点，但是受到生产设备和生产工艺等因素的影响，煤制甲醇生产过程中也存在能耗高、产生三废等缺陷，这种缺陷的存在对我国煤制甲醇工业的发展产生了不利的影响。

1.煤制甲醇工艺流程和特点分析

文章以某化工企业煤制甲醇生产工艺为例，对生产流程进行研究分析，对生产过程中的污染问题进行研究，对如何实现节能减排进行分析。煤制甲醇生产系统由多个生产环节组成，如空分、气化、变换、净化、硫回收、甲醇合成等，其流程如图1所示。

从图1生产工艺流程可以发现，煤制甲醇生产中会消耗大量的水，同时也会有三废的产生，且在排放的液体中会含有磷、硫等元素，气体中也含有有毒有害气体，如氮气、一氧化碳、硫化氢等。生产过程中三废的产生对环境的危害是不容忽视的。

2.生产工艺优化措施

2.1基本原则

第一，通过1.9MPa蒸汽压力下的甲醇合成来有效提升蒸汽压力，以保证副产蒸汽品质，同时提升系统的节能效率。第二，系统推进有效气体回收，利用膜分离、非渗透气等来充分利用气体中的氢气，有效降低一氧化碳的排放。第三，利用空冷换热技术对水资源进行冷凝，从而实现水资源的回收利用。第四，煤制甲醇生产中会产生一定的副产物，如不凝汽、PSA废气等，这些副产品可以作为燃料被回收利用，这样以来在降低有害气体排放的同时也符合了节能减排的要求。第五，通过对生产工艺的优化对废气进行处理，如利用火炬设备来实施废气处理避免排放。

2.2节能减排测量

2.2.1优化节水

就目前煤制甲醇生产工艺而言，水资源消耗比较大。优化节水具体可以从以下几个方面考虑：第一，对工艺流程进行优化。利用空冷换热装置来实现放空水蒸气的回收利用;第二，对生产工艺进行优化。通过蒸汽冷凝水、透平冷凝水的循环利用来降低脱盐水的用量，从而有效降低水资源的消耗;第三，对生产设备进行优化。在生产工艺中所使用的设备，尽可能的使用一些节水型的生产装置，从而降低水消耗。

2.2.2优化废气

煤制甲醇生产过程中有多种气体的产生，如氮气、一氧化碳、硫化氢等多种有毒有害气体。在这种情况下，通过在生产系统中使用火炬系统来对有害气体进行处理和转化，从而实现无害化处理。其优化措施具体为：生产系统中会产生不凝气、闪蒸气等，可以将这些当作燃料来进行回收利用，如生产系统所产生的尾气中含有氮气、甲烷、氢气等，这些气体都可以当作燃料使用，从而实现节能减排。煤制甲醇生产中会有高纯度氢气的产生，可以利用膜分离技术来对所产生的氢气进行分离回收，而对于其他纯度相对较低的气体则可以通过吸附模块的利用来提纯气体，之后再利用OCU对提纯的气体进行净化和分离，其废气优化工艺如图2所示。

2.2.3废液优化

煤制甲醇生产废液主要包括两种，一种是生活污水，一种是工业生产污水，其中工业生产污水所占比重较大。而工业生产污水对环境有着严重的破坏，因此必须对污水进行处理优化后才能将其排放。通过对煤制甲醇生产工艺特点分析，具体废液处理优化如下：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。污水的处理可以通过污水处理厂处理、现场脱盐循环利用等措施来完成。

3.结论

综上所述，煤制甲醇生产中有废气、废渣、废液等的产生，这些废物的产生都会对环境造成破坏，故而如何优化生产工艺，实现节能减排是当下煤制甲醇生产的研究重点。具体可以通过降低水消耗、废气优化、废液优化等多个方面开展节能减排，保证企业的可持续化发展。

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