煤化工甲醇聯產醋酸工藝

賈凱棟，卜崇曉

（陜西延長石油榆林煤化有限公司，陜西榆林 719000）

在煤化工的生產過程中，甲醇醋酸的聯產可以讓煤炭得到清潔化的利用，使其生產環境得到良好改善，實現煤炭利用率的進一步提升。由此可見，甲醇醋酸聯產對于煤化工企業的發展和當今社會經濟與環境的可持續發展都有著十分重要的價值。

1 聯產的生產流程簡述

在煤炭燃燒的過程中，煤炭可以和空氣之中的氧氣充分混合，然后發生反應，所得混合粗煤氣之中有氫氣和一氧化碳。如果將粗煤氣分為三個部分，一部分可以和水蒸氣交換，這樣就可以將粗煤氣之中的一氧化碳轉換成氫氣，為后續的甲醇制備提供足夠的碳氫比。另一部分粗煤氣在經過配氣之后再通過熱回收處理來實現凈化，將粗煤氣之中多余的二氧化碳和硫化物去除，這樣就可以生產出制備甲醇需要的原料氣，再通過相應的合成工藝就可以制備出甲醇。直接將剩下的一部分粗煤氣進行熱回收凈化處理，這樣就可以將這部分粗煤氣之中所含有的一氧化碳直接分離出來，而這些一氧化碳就可以在醋酸的制備過程中作為原料氣來使用，將一氧化碳用到上一個環節產出的精甲醇之中，并加入適當的催化劑，經過催化作用，就可以制備出醋酸[1]。

2 煤化工甲醇醋酸聯產工藝分析

2.1 煤化工甲醇醋酸制備過程中的空分工藝

空分工藝就是在空氣之中分離出氧氣、氬氣和氮氣等氣體。在煤化工生產過程中，甲醇醋酸的聯產制備就需要應用到空分工藝，并將空分處理之后的氧氣應用到煤炭煤氣化的過程，將氮氣用來進行吹掃、抽提和分子篩活化。但是在空分工藝環節，相關人員應該對空分裝置的進氣量、氣體純度、液體純度和氣體壓力等的各項參數加以重視，這樣才可以保障該工藝的順利進行，提升甲醇醋酸的產量與生產效率。

2.2 醋酸的合成工藝

通過甲醇羧基來合成醋酸的工藝技術主要包括以下的四種：其一是德國BASF 公司所研發的通過甲醇高壓羧基來合成醋酸的一種技術；第二種是美國孟山都公司所研發的通過甲醇低壓羧基來合成醋酸的一種技術；第三種是美國賽尼斯公司所研發的AO 合成醋酸技術，第四種是英國BP 公司所研發的Cativa 技術[3]。

在當今煤化工行業進行醋酸合成的過程中，國際上主要應用到的合成工藝就是美國賽尼斯公司所研發的AO 技術以及英國BP 公司所研發的Cativa 醋酸合成技術。但是由于這兩家公司對于其研發的醋酸合成技術轉讓方面的態度一直以來都比較保守，技術轉讓也有著十分苛刻的條件，且技術費用非常高。基于這一情況，我國西南化工研究院已經自主研發出了一種新型的低壓合成醋酸技術，將該技術應用到煤化工行業的醋酸合成工藝，消耗的指標接近于傳統醋酸合成工藝之中的銠催化工藝。憑借著消耗指標較低、生產質量較高、技術成本較低等的優勢，該醋酸合成技術在我國的煤化工企業醋酸合成工藝之中已經得到了越來越廣泛的應用，且隨著該技術在煤化工行業之中的不斷應用，這一技術也得到了不斷的改進與優化。相信隨著我國煤化工行業的不斷發展，這種通過甲醇低壓羧基來實現醋酸合成的技術將會得到進一步的發展，并在煤化工行業的醋酸合成之中發揮出更好的優勢。

3 煤化工甲醇醋酸聯產工藝的優化

雖然當今煤化工行業之中的甲醇醋酸聯產工藝技術已經實現了不斷的進步，各種先進的技術和設備也都開始應用到該工藝流程之中。但是在具體的甲醇醋酸聯產工藝之中，依然存在著一些缺陷，能源浪費情況比較嚴重，對環境的污染程度比較大，且會進一步加大生產成本。所以，煤化工行業應充分重視到工藝之中的問題，并通過合理的方法加以解決。

3.1 工藝問題分析

在煤化工甲醇醋酸聯產工藝之中，凈化脫碳所應用到的NHD 溶液會將脫硫氣之中的二氧化碳和氧化硫等直接吸收，同時，溶液之中的含水量也會對氣體吸收質量造成直接影響，脫碳溶液會進入到脫硫氣的冷凝水之中，且因為設備的設計存在一定的限制，氮氣的汽提量也不能增加。這些都是由于氣體換熱器的進出口管道沒有得到合理設計，這樣就會導致冷凝液在氣體換熱器的下端積存，換熱面積也會因此而變小，氣體之中的水含量得不到有效降低。這樣的情況不僅會消耗更多的能量，同時也會消耗更多的介質，資源和成本的浪費都十分嚴重。

3.2 優化方案

3.2.1 改造氣體換熱器的進出口管道

原來的脫硫氣體出氣口部位的封頭位于上方，在優化過程中，可以將封頭移動到下方，并通過盲堵的方法將原來出氣口位置的法蘭堵死，該方案的原理是氣體逆流換熱，經過對原來換熱器氣體出口部位的優化，可以將列管之中積液的問題有效消除，使換熱面積增加，進而實現換熱效率的進一步提升。同時，該優化方式也可以讓進入到脫碳塔之中的氣體溫度得以顯著降低，這樣就可以降低系統之中的水分，進而起到降低耗能、減少介質的效果。

3.2.2 將副線添加在氮氣冷卻器之中在甲醇醋酸聯產工藝的優化之中，為實現氮氣汽提質量的進一步提升，可以在其冷卻器管道的進出口位置添加副線。該方法主要的作用原理是吸收和解析，通過這樣的優化方法，可以讓氮氣的汽提量得以顯著提升，進而實現脫碳溶液再生度的進一步提升，這樣就可以讓溶液的循環量和損失有效降低，提升溶液利用率，降低生產成本。

3.2.3 優化脫碳溶液過濾的流程

在對脫碳溶液進行過濾的過程中，可以合理應用到脫硫過濾器，將其高壓閃蒸槽之中的脫硫管道改造成脫碳過濾器之中的溶液入口，然后將一個盲板加設在再生塔之中的補液閥位置。在脫碳溶液通過了脫硫過濾器，并得到了過濾之后，這些溶液會再一次返回汽提塔。在此過程中，將盲板分別加設在原來的脫硫過濾器上出口以及進口的位置，就可以讓脫碳溶液和脫硫系統之間隔離開來。借助于溶液過濾器對脫碳溶液進行過濾，就可以讓脫碳貧液變得更加潔凈。

3.3 其他方面的優化改進措施

3.3.1 在造氣系統之中增加連鎖停車裝置

在對煤化工企業甲醇醋酸聯產工藝進行優化的過程中，可以將兩套可實現緊急停車的連鎖裝置增設到造氣系統之中，通過這兩套連鎖裝置，可以對外部系統所提供的一氧化碳和二氧化碳含量進行分析，如果發現其含量超標，連鎖系統就會自動啟動，進而讓混合氣體的鼓風機完成跳車動作，接下來，造氣系統之中的緊急停車連鎖就會啟動，并自動關閉二氧化碳自動調節閥、二氧化碳入工段的自動調節閥以及各個入爐混合氣體的自動調節閥，同時，每個造氣爐之中的氣體放空自動調節閥也會自動打開，及時將二氧化碳入工段之中的氣體隔離開來。通過這樣的優化改造，就可以有效避免氣體倒流進造氣爐之中，進而有效防止爆炸等安全事故的發生，進一步保障煤化工甲醇醋酸聯產工藝的安全性，避免由于安全事故而造成的人員傷亡、財產損失和對環境的損害。

3.3.2 將爆破片增設到混合氣體鼓風機管道之中

在對甲醇醋酸的聯產工藝進行優化的過程中，可以將兩塊爆破片加設在混合氣體的鼓風機出氣口總管位置，每一塊都直接設置在總管一端的盲堵位置。通過這樣的優化方式，也可以進一步保障甲醇醋酸聯產工藝的安全性，避免安全事故造成不必要的損失。

4 結束語

綜上所述，隨著我國社會經濟的發展，煤化工企業的發展也十分迅速。但是由于當今的煤化工行業能源的利用率不夠高，對環境造成的不利影響比較大，所以，要想實現煤化工行業的良好發展，解決能源和環境方面的問題，煤化工行業就需要對煤炭的二次加工技術加以重視。通過甲醇醋酸的聯產工藝，不僅可以進一步提升煤化工行業能源的利用率，同時也可以有效降低煤化工行業對于環境的污染，這對于煤化工企業的良好發展和當今社會能源與環境的可持續發展都將起到重要的推動作用。因此，煤化工企業應該加強對甲醇醋酸聯產技術的研究與應用，通過先進的技術來提升甲醇醋酸產量與生產效率。這樣才可以起到節能環保的作用，促進煤化工企業的進一步發展。