大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择

作者/来源：曾纪龙(中国成达工程公司，成都610041)   日期： 2007-02-28   点击率：870

    甲醇不仅是重要的化工原料，也是洁净燃料。发展大型煤制甲醇，并加工为烯烃和替代燃料，以煤代替石油，是国家能源安全的需要，也是化学工业高速发展的需要。随着煤气化技术，甲醇合成技术和设备、机械加工技术的进步，甲醇的装置规模均在2000～3000t／d，最大已达7000t／d。     大型化甲醇与国内的联醇、中小型甲醇有很大的差别，在工艺选择时，必需考虑如下问题：(1)低能耗，低三废排放；(2)有高的可靠性，安全性，能长周期运行；(3)具有高的自动化水平；(4)要考虑有合理、高效的蒸汽动力系统，最好能考虑循环经济。 1  煤制大型甲醇的典型流程     由煤经煤气化制取合成气，再由合成气在铜基催化剂条件下合成甲醇的典型流程见图1。     煤与空分的氧气在煤气化炉内制得高CO含量的粗煤气，经高温变换将CO变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比，再经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后即是甲醇合成气。由于煤制甲醇碳多氢少，必需从合成弛放气中回收氢来降低煤耗和能耗。回收的氢气与净化后的甲醇合成气配得甲醇所需的合成气，即(H2-CO2)／(CO+CO2)=2.00～2.05。甲醇合成的含水粗甲醇最后精制得产品甲醇。上述八个工序中的气化和合成是二个决定性的工序工艺。而空分、压缩和氢回收属于成熟的成套工艺包，直接选用即可。其余的如变换净化及精馏均为常规设计。 2  煤气化技术路线的选择 2.1  煤气化的分类     煤气化通常是按气化炉的形式来划分(图2)，主要有三大类(也有资料将熔融床计入分四类)。 2.2  大型装置推荐选用气流床煤气化 2.2.1  固定床气化     对于大型煤制甲醇装置，虽然常压固定床投资低，但其必须使用块煤，碳转化率低、能耗高、气化强度低、污水含焦油和酚，处理复杂；而加压鲁奇炉甲烷含量太高，一般不宜选用。 2.2.2  流化床气化     较好的流化床气化炉，都使炉膛内的物料和飞灰返回炉膛再燃烧。具有对煤种适应性较强，燃烧效率较高，对环保压力较小的优点。自20世纪70年代以来有较大的发展，我国也引进了美国能源部开发的U-Gas炉。在此基础上还开发了常压的灰熔聚炉和FMl.6型(1....