淺談天然氣制甲醇與煤制甲醇的區(qū)別

石延紅 甄偉

摘 要：甲醇是一種略帶有酒精味、無色透明、容易揮發(fā)的有毒液體。甲醇是重要有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。甲醇主要是生產(chǎn)制造硫酸二甲脂、醋酸、氯甲烷、甲氨多種有機(jī)產(chǎn)品。同時(shí)甲醇還能在農(nóng)藥、醫(yī)藥中使用，因?yàn)榧状际寝r(nóng)藥和醫(yī)藥制作的重要原材料之一。現(xiàn)在我國甲醇的主要生產(chǎn)方式有兩種，分別是天然氣制甲醇和煤制甲醇。但是隨著我國現(xiàn)在的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，開始出現(xiàn)了資源短缺的情況，為了解決這種情況我們不得不在甲醇的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)量上面做出選擇。本文對(duì)天然氣制甲醇和煤制甲醇進(jìn)行區(qū)別分析。

關(guān)鍵詞：甲醇；天然氣；煤

前言

隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，甲醇在我國各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中成為了重要的生產(chǎn)原料之一，對(duì)甲醇的需求也越來越大，天然氣和煤作為甲醇的主要生產(chǎn)原料之一，天然氣和煤的消耗量與日俱增。為了甲醇未來生產(chǎn)道路更好的發(fā)展我們不得不根據(jù)天然氣制甲醇和煤制甲醇的生產(chǎn)成本各個(gè)優(yōu)勢上做出選擇。

1 天然氣制甲醇和煤制甲醇

如今在我國對(duì)甲醇的需求量不斷增加的情況下，甲醇的生產(chǎn)方法也越來越多，因?yàn)槲覈拿嘿Y源非常的豐富，所以甲醇的原料對(duì)煤和天然氣采用較多。甲醇的生產(chǎn)工業(yè)也是以天然氣制甲醇和煤制甲醇這兩種生產(chǎn)工藝為主。這兩種生產(chǎn)工業(yè)各有各的優(yōu)勢，我們就從這兩種工藝的生產(chǎn)成本和建設(shè)成本來進(jìn)行比較。

1.1 煤制甲醇

煤制甲醇工藝以煤和水蒸氣為主要原材料。而煤制甲醇的生產(chǎn)工藝流程為：氣化、凈化、甲醇合成、甲醇精制等幾個(gè)步驟。（見圖1）

以上工序的第一步就是需要把煤先制成煤漿，在把煤制成煤漿的過程中需要在煤漿中加入堿液用來調(diào)整煤漿的堿酸性，然后就可以用棒磨機(jī)或者球磨機(jī)對(duì)已經(jīng)調(diào)制好的煤漿進(jìn)行氣化處理，在煤漿進(jìn)行氣化的過程中，為了保證煤漿氣化的質(zhì)量，我們會(huì)在這個(gè)過程中給煤漿加入添加劑，加入添加劑可以降低煤漿的粘度從而讓其具有更好的流動(dòng)性。在使用球磨機(jī)和棒磨機(jī)的時(shí)候，用兩種機(jī)器制出的煤漿相比較后，會(huì)發(fā)現(xiàn)用棒磨機(jī)制出的煤漿質(zhì)量要好一些，球磨機(jī)制出的煤漿粒度均勻，篩下物少。煤制甲醇的整個(gè)工藝過程中會(huì)需要消耗大量的水資源。就我們目前情況來看我國水資源還是比較稀缺的，為了能更高效的利用水資源，在煤制成煤漿的這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的含有甲醇和甲醇精餾廢水，我們就把含有一定量的甲醇和甲醇精餾廢水用來作為磨漿水使用，這也是為了提高水資源的使用率和避免水資源的浪費(fèi)。

在以上工序都完成后，接下來就是對(duì)制作好的煤漿進(jìn)行氣化處理，就是把制作好的煤漿在設(shè)備里與氧氣部分氧化制出粗合成氣。把經(jīng)過加泵加壓的煤漿和高壓氧在氣化爐進(jìn)行氣化反應(yīng)。在煤漿進(jìn)行氣化反應(yīng)的過程中會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和二氧化碳等有害氣體。

在氣化工序完成后，氣化爐和碳洗塔會(huì)排出大量的黑水，我們可以對(duì)排出的黑水進(jìn)行加工處理，經(jīng)過多道工序的處理后黑水會(huì)分為兩部分，一部分處理后的黑水還能在洗碳塔、氣化爐中繼續(xù)使用，而另一部分處理出的黑水無法再次使用，就只有排往廢水處理；氣化處理完成后再進(jìn)行低溫甲醇洗，其實(shí)就是對(duì)制出來的粗合成氣進(jìn)行第二次的凈化和優(yōu)化。從以上工序我們可以看出煤制甲醇的整個(gè)過程是非常復(fù)雜的，并且這樣生產(chǎn)過程需要的工序非常多、雜質(zhì)也較多。操作難度也比較大。

1.2 天然氣制甲醇

天然氣制甲醇的主要組成部分中的原材料之一就是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷奶烊粴狻６@其中天然氣主要是由一些特殊的化學(xué)成分組成，例如：氮?dú)狻⒓淄榈然瘜W(xué)氣體。通過將這些相關(guān)的原材料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)就制成了天然氣制甲醇。在當(dāng)下，我國對(duì)于天然制甲醇的生產(chǎn)方法采用的是最廣泛的蒸汽轉(zhuǎn)換法。

蒸汽轉(zhuǎn)換法主要是讓天然氣在管式爐中加壓或者常壓的條件下，加入催化劑進(jìn)行催化，從而讓甲烷和水蒸汽進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。生產(chǎn)出一氧化碳、氫氣、二氧化碳等合成氣體。如今我國主要應(yīng)用的是一段爐采用蒸汽轉(zhuǎn)化、二段爐串聯(lián)工藝。以這樣的工藝來生產(chǎn)甲醇，效率更高。這樣的工藝手段與煤制甲醇相比更加高效簡單，在生產(chǎn)過程中還不會(huì)產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)。

二、天然氣制甲醇與煤制甲醇的利弊

從煤制甲醇和天然氣制甲醇的兩種制作工藝相比較，煤制甲醇成本較高，制作工藝非常復(fù)雜，而且整個(gè)工藝制造過程需要進(jìn)行的工序較多，使用到的設(shè)備較多。而天然氣制甲醇的建設(shè)成本不高。整個(gè)工藝流程比較簡單，經(jīng)過的制作工序較少。工藝制作過程中需要的設(shè)備都是高效質(zhì)量保證的設(shè)備。

煤制甲醇煤碳的消耗受設(shè)備和生產(chǎn)工藝的影響，煤制甲醇在生產(chǎn)過程中還需要電力的支持。煤碳、電力費(fèi)用隨著現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸增加。經(jīng)過相關(guān)部門數(shù)據(jù)顯示，在煤制甲醇中，甲醇成本在每噸一千四百元時(shí)，原料煤的價(jià)格是三百五十元；甲醇成本在每噸一千九百元時(shí)、原料煤的成本是六百元。而天然氣制甲醇，天然氣的制造成本大多在兩千元一噸，生產(chǎn)成本一度在二千二百元至二千六百元每噸左右徘徊。天然氣的高昂的價(jià)格也讓天然氣制甲醇的價(jià)格也隨之飆升。而且國家頒布了天然氣的相關(guān)政策后，天然氣制甲醇的制作成本也隨之增加。

煤制甲醇的生產(chǎn)成本雖然比較低，但是在生產(chǎn)的過程中對(duì)于設(shè)備的需求量較大。使其生產(chǎn)成本也隨之提升。甚至比天然氣制甲醇的生產(chǎn)成本還高。但是從兩者最終的產(chǎn)量來看煤制甲醇還是要比天然氣制甲醇成本要低很多。當(dāng)然了在產(chǎn)品質(zhì)量上天然氣制甲醇的純度要比煤制甲醇的純度要高。從這兩樣工藝的產(chǎn)品質(zhì)量上來看，我們不得不提倡使用天然氣制甲醇。目前煤制甲醇與天然氣制甲醇相比較煤制甲醇還是存在不少缺點(diǎn)的。例如，煤制甲醇整個(gè)工藝過程非常的復(fù)雜，而且煤制甲醇的生產(chǎn)設(shè)備精準(zhǔn)度不高，這樣生產(chǎn)出來的甲醇混合氣和雜質(zhì)較多，從而大大的降低了甲醇的純度。這樣煤制甲醇對(duì)煤炭資源有一定程度的浪費(fèi)，生產(chǎn)過程中還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。而且我國目前環(huán)境污染問題本就比較嚴(yán)重。

結(jié)語

從發(fā)展前景來看，就不得不探討一下天然氣和煤炭的存貯量，可以看出天然氣還是一種稀缺資源，我國為了避免天然氣資源因?yàn)檫^度使用而消耗殆盡，不得不對(duì)天然氣實(shí)施相關(guān)政策來保證天然氣的存貯量。而煤的資源相對(duì)來說還是比較豐富的。而且煤制甲醇在市場的競爭中價(jià)格方面還有優(yōu)勢。雖然目前煤制甲醇的質(zhì)量還比不上天然氣甲醇的質(zhì)量，但是只要把煤制甲醇的技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改良，煤制甲醇產(chǎn)業(yè)還是非常有發(fā)展前景的。

參考文獻(xiàn)

[1]張世新，劉宇娜，花玉香，et al.不同原料路線甲醇競爭力分析[J].天津化工，2013，27（5）：1-27.

[2]查旭峰.煤氣化與天然氣轉(zhuǎn)化組合工藝生產(chǎn)甲醇方案的優(yōu)化.Diss.西北大學(xué)，2009.