煤制甲醇生產工藝優化與節能減排策略

李杰

摘要：煤制甲醇的化學反應過程十分的復雜。受到生產工藝的影響，其水量消耗大，且反應過程中會產生有害的固體、氣體、液體等廢物。本文結合生產實際對煤制甲醇生產工藝展開研究分析，對生產工藝和管理過程中存在的問題進行了分析，并就生產工藝優化提出了意見，為今后有關方面的研究提供了參考資料。

關鍵詞：煤制甲醇;節水;優化

甲醇，化學分子式CH3OH。它是一種十分重要的工業原材料，多個化工生產工藝中都會使用到甲醇，如甲醛、乙酸、合成橡膠等。我國對于甲醇的需求量是很大的，另外受到甲醇本身化學特點的影響，它被認為是可以替代石油能源的重要化學原料。甲醇的能量燃燒值高，它與汽油可以以任意比例混合，同時甲醇中不含硫元素，其燃燒產物為碳氫類化合物，它的環保價值顯而易見。作為甲醇重要生產工藝煤制甲醇有生產量大、高效率等特點，但是受到生產設備和生產工藝等因素的影響，煤制甲醇生產過程中也存在能耗高、產生三廢等缺陷，這種缺陷的存在對我國煤制甲醇工業的發展產生了不利的影響。

1.煤制甲醇工藝流程和特點分析

文章以某化工企業煤制甲醇生產工藝為例，對生產流程進行研究分析，對生產過程中的污染問題進行研究，對如何實現節能減排進行分析。煤制甲醇生產系統由多個生產環節組成，如空分、氣化、變換、凈化、硫回收、甲醇合成等，其流程如圖1所示。

從圖1生產工藝流程可以發現，煤制甲醇生產中會消耗大量的水，同時也會有三廢的產生，且在排放的液體中會含有磷、硫等元素，氣體中也含有有毒有害氣體，如氮氣、一氧化碳、硫化氫等。生產過程中三廢的產生對環境的危害是不容忽視的。

2.生產工藝優化措施

2.1基本原則

第一，通過1.9MPa蒸汽壓力下的甲醇合成來有效提升蒸汽壓力，以保證副產蒸汽品質，同時提升系統的節能效率。第二，系統推進有效氣體回收，利用膜分離、非滲透氣等來充分利用氣體中的氫氣，有效降低一氧化碳的排放。第三，利用空冷換熱技術對水資源進行冷凝，從而實現水資源的回收利用。第四，煤制甲醇生產中會產生一定的副產物，如不凝汽、PSA廢氣等，這些副產品可以作為燃料被回收利用，這樣以來在降低有害氣體排放的同時也符合了節能減排的要求。第五，通過對生產工藝的優化對廢氣進行處理，如利用火炬設備來實施廢氣處理避免排放。

2.2節能減排測量

2.2.1優化節水

就目前煤制甲醇生產工藝而言，水資源消耗比較大。優化節水具體可以從以下幾個方面考慮：第一，對工藝流程進行優化。利用空冷換熱裝置來實現放空水蒸氣的回收利用;第二，對生產工藝進行優化。通過蒸汽冷凝水、透平冷凝水的循環利用來降低脫鹽水的用量，從而有效降低水資源的消耗;第三，對生產設備進行優化。在生產工藝中所使用的設備，盡可能的使用一些節水型的生產裝置，從而降低水消耗。

2.2.2優化廢氣

煤制甲醇生產過程中有多種氣體的產生，如氮氣、一氧化碳、硫化氫等多種有毒有害氣體。在這種情況下，通過在生產系統中使用火炬系統來對有害氣體進行處理和轉化，從而實現無害化處理。其優化措施具體為：生產系統中會產生不凝氣、閃蒸氣等，可以將這些當作燃料來進行回收利用，如生產系統所產生的尾氣中含有氮氣、甲烷、氫氣等，這些氣體都可以當作燃料使用，從而實現節能減排。煤制甲醇生產中會有高純度氫氣的產生，可以利用膜分離技術來對所產生的氫氣進行分離回收，而對于其他純度相對較低的氣體則可以通過吸附模塊的利用來提純氣體，之后再利用OCU對提純的氣體進行凈化和分離，其廢氣優化工藝如圖2所示。

2.2.3廢液優化

煤制甲醇生產廢液主要包括兩種，一種是生活污水，一種是工業生產污水，其中工業生產污水所占比重較大。而工業生產污水對環境有著嚴重的破壞，因此必須對污水進行處理優化后才能將其排放。通過對煤制甲醇生產工藝特點分析，具體廢液處理優化如下：生活污水處理→生產廢液初處理→廢液深處理及故障應急處理。污水的處理可以通過污水處理廠處理、現場脫鹽循環利用等措施來完成。

3.結論

綜上所述，煤制甲醇生產中有廢氣、廢渣、廢液等的產生，這些廢物的產生都會對環境造成破壞，故而如何優化生產工藝，實現節能減排是當下煤制甲醇生產的研究重點。具體可以通過降低水消耗、廢氣優化、廢液優化等多個方面開展節能減排，保證企業的可持續化發展。

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