煤制甲醇生產(chǎn)工藝優(yōu)化與節(jié)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(chǎn)工藝的影響，其水量消耗大，且反應過程中會產(chǎn)生有害的固體、氣體、液體等廢物。本文結(jié)合生產(chǎn)實際對煤制甲醇生產(chǎn)工藝展開研究分析，對生產(chǎn)工藝和管理過程中存在的問題進行了分析，并就生產(chǎn)工藝優(yōu)化提出了意見，為今后有關(guān)方面的研究提供了參考資料。

關(guān)鍵詞：煤制甲醇;節(jié)水;優(yōu)化

甲醇，化學分子式CH3OH。它是一種十分重要的工業(yè)原材料，多個化工生產(chǎn)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(chǎn)物為碳氫類化合物，它的環(huán)保價值顯而易見。作為甲醇重要生產(chǎn)工藝煤制甲醇有生產(chǎn)量大、高效率等特點，但是受到生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝等因素的影響，煤制甲醇生產(chǎn)過程中也存在能耗高、產(chǎn)生三廢等缺陷，這種缺陷的存在對我國煤制甲醇工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)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(yè)煤制甲醇生產(chǎn)工藝為例，對生產(chǎn)流程進行研究分析，對生產(chǎn)過程中的污染問題進行研究，對如何實現(xiàn)節(jié)能減排進行分析。煤制甲醇生產(chǎn)系統(tǒng)由多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(chǎn)工藝流程可以發(fā)現(xiàn)，煤制甲醇生產(chǎn)中會消耗大量的水，同時也會有三廢的產(chǎn)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(chǎn)過程中三廢的產(chǎn)生對環(huán)境的危害是不容忽視的。

2.生產(chǎn)工藝優(yōu)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(chǎn)蒸汽品質(zhì)，同時提升系統(tǒng)的節(jié)能效率。第二，系統(tǒng)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(shù)對水資源進行冷凝，從而實現(xiàn)水資源的回收利用。第四，煤制甲醇生產(chǎn)中會產(chǎn)生一定的副產(chǎn)物，如不凝汽、PSA廢氣等，這些副產(chǎn)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(jié)能減排的要求。第五，通過對生產(chǎn)工藝的優(yōu)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(jié)能減排測量

2.2.1優(yōu)化節(jié)水

就目前煤制甲醇生產(chǎn)工藝而言，水資源消耗比較大。優(yōu)化節(jié)水具體可以從以下幾個方面考慮：第一，對工藝流程進行優(yōu)化。利用空冷換熱裝置來實現(xiàn)放空水蒸氣的回收利用;第二，對生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化。通過蒸汽冷凝水、透平冷凝水的循環(huán)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(chǎn)設備進行優(yōu)化。在生產(chǎn)工藝中所使用的設備，盡可能的使用一些節(jié)水型的生產(chǎn)裝置，從而降低水消耗。

2.2.2優(yōu)化廢氣

煤制甲醇生產(chǎn)過程中有多種氣體的產(chǎn)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(chǎn)系統(tǒng)中使用火炬系統(tǒng)來對有害氣體進行處理和轉(zhuǎn)化，從而實現(xiàn)無害化處理。其優(yōu)化措施具體為：生產(chǎn)系統(tǒng)中會產(chǎn)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(chǎn)系統(tǒng)所產(chǎn)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(xiàn)節(jié)能減排。煤制甲醇生產(chǎn)中會有高純度氫氣的產(chǎn)生，可以利用膜分離技術(shù)來對所產(chǎn)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(yōu)化工藝如圖2所示。

2.2.3廢液優(yōu)化

煤制甲醇生產(chǎn)廢液主要包括兩種，一種是生活污水，一種是工業(yè)生產(chǎn)污水，其中工業(yè)生產(chǎn)污水所占比重較大。而工業(yè)生產(chǎn)污水對環(huán)境有著嚴重的破壞，因此必須對污水進行處理優(yōu)化后才能將其排放。通過對煤制甲醇生產(chǎn)工藝特點分析，具體廢液處理優(yōu)化如下：生活污水處理→生產(chǎn)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(xiàn)場脫鹽循環(huán)利用等措施來完成。

3.結(jié)論

綜上所述，煤制甲醇生產(chǎn)中有廢氣、廢渣、廢液等的產(chǎn)生，這些廢物的產(chǎn)生都會對環(huán)境造成破壞，故而如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)節(jié)能減排是當下煤制甲醇生產(chǎn)的研究重點。具體可以通過降低水消耗、廢氣優(yōu)化、廢液優(yōu)化等多個方面開展節(jié)能減排，保證企業(yè)的可持續(xù)化發(fā)展。

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