煤气化技术选择在煤制甲醇项目的分析

于 燕

(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037000)

煤气化技术选择在煤制甲醇项目的分析

于 燕

(同煤广发化学工业有限公司，山西 大同 037000)

随着科学技术的迅速发展，煤制甲醇技术也取得了很大的进步。煤气化技术在煤制甲醇项目中至关重要。对于煤制甲醇项目中，对煤气化技术的选择进行研究和分析。

煤气化技术；精制甲醇；分析

1 煤制甲醇的工艺技术

甲醇的主要生产原料就是煤，在生产中，涉及到煤气化、空分、甲醇合成和转化以及酸性气体脱除和制冷等各种技术，其中，煤气化技术是最主要和突出的技术[1-2]。不同的煤气化技术对于其他技术的路线及规模，都能够起到决定性的作用，选择煤气化技术方案，在煤制甲醇的技术方案中，具有决定性的作用。

比较有代表性的煤气化技术，见表1所示。

表1 国内外具有代表性的煤气化技术

在块(碎)煤气化技术中，第一代气化技术是Lurgi加压气化；第二代气化技术是BGL气化，是以Lurgi加压气化技术作为基础进行发展的，不但废水和副产品少，能耗也低。在水煤浆气化中，单喷嘴GE水煤浆气化工艺，是美国GE公司比较有代表性的工艺；多喷嘴对置气化技术，是国内兖矿与华东理工大学合作开发的；在干煤粉体气化中，Shell干煤粉气化技术比较具有代表性[3]。

将BGL气化技术和多喷嘴对置气化及Shell干煤粉气化3种技术综合性地进行研究和分析，寻找最佳的煤制甲醇技术。

2 技术方案

选择年产值为300万t的二甲醚为例，其生产原料是煤，甲醇进行转化，再生产为二甲醚。

2.1 方案一

利用多喷嘴对置气化工艺技术进行生产，合成气通过净化以后合成甲醇，再以甲醇作为原料，生产二甲醚。根据多喷嘴对置气化工艺技术，对技术方案进行分析。

2.2 方案二

利用BGL气化工艺技术进行生产合成气，通过净化以后合成甲醇，再以甲醇作为原料，生产二甲醚。BGL气化工艺技术在进行合成气的过程中，甲烷的含量比较高，可以回收。给合方案情况，利用PSA中的甲烷，氧化处理富甲烷气的非催化部分，从而生成合成气，进入到粗合成气的净化系统[4]。

2.3 方案三

利用Shell干煤粉气化工艺技术进行生产合成气，通过净化以后合成甲醇，再以甲醇作为原料，生产二甲醚。

3 系统配置及技术路线的对比

结合原料处理路线以及各种气化技术，将3个方案的气化装置规模与技术路线进行对比，见表2所示。

表2 气化装置规模及技术路线对比

4 综合技术经济指标

4.1 财务评价基础

对于3个方案进行评比和选择，每个方案每年二甲醚销售量都定为300万t，将其他产品作为副产品，在制造成本中进行扣除，致使3个方案的销售收入达到一致，通过对3个方案进行比较，查看3个方案制造的成本水平，方便对比3个方案的制造成本[5]。

3个方案测算所用的原材料和产品以及副产品的价格，见表3所示。

表3 原材料、产品及副产品价格

4.2 综合技术经济评价

综合技术经济评价，见表4所示。

表4 综合技术指标汇总表

5 各种煤气化技术综合比较分析

5.1 原料的适应性

喷嘴对置气化工艺技术，其一，所用原料成浆性非常好，致使气化装置较高的处理效率得到有效的保证；其二，FT灰熔点不可以太高，否则会将耐火砖使用寿命缩短，水煤浆气化的选用是原料煤成浆性最关键的部分。

BGL气化工艺技术，进料必须为块煤(型煤)，煤粒度需要在6 mm～50 mm，利用增加型的煤车间对型煤进行制备[6]。

Shell干煤粉气化的工艺技术，入炉以前，干粉煤的含水必须达到2%～5%，灰分达到10%～30%。

5.2 产品的适应性

多喷嘴对置气化工艺技术制成合成气以后，汽气比为1.4，无论是对生产甲醇还是合成氨都比较适合，同时，对于氢、羰基等也比较适合，用途非常广泛。

BGL气化工艺技术，在气化炉出口的合成气中，甲烷质量分数能够达到6%，对于生产合成天然气和IGCC的系统燃料气，都比较适合，但是，甲醇在生产中，需要将合成气的甲烷进行处理。利用BGL块(碎)煤熔渣气化工艺，增加非催化和PSA部分的氧化装置，利用非催化部分对富甲烷气进行氧化处理，从而生成合成气，融入到粗合成净化系统当中，致使系统的投资及复杂程度增加[7]。

Shell干煤粉气化的工艺技术，主要利用废锅流程，需要增加多级的喷水激冷、大量的水蒸汽以及低水汽比等变换流程，在精合成气中，一氧化碳的质量分数能够达到60%～65%，要求一氧化碳的变换比较高，同时，下游低温甲醇洗所产生的负荷也增加。

5.3 投资

从项目的总投资情况进行比较，最低的是多喷嘴对置气化工艺技术，BGL气化工艺技术居中，最高的是Shell干煤粉气化工艺技术。虽然从技术理论上讲，Shell干煤粉气化的工艺技术不用备炉，但是，从气化炉最近几年的运行来看，还需要少量的备炉，所以，投资还需要进一步增加。

5.4 副产品

Shell干煤粉气化的工艺技术和多喷嘴对置气化工艺技术，只副产硫磺，其他的副产品基本没有；BGL气化工艺技术不但副产硫磺，也有精轻油和焦油以及粗酚等相关的副产品，三者总量大约为15万t/a。在项目的经济指标中，副产品量具有非常大的影响，对于副产量估计太高，会使项目经济指标所具有的真实性受到严重的影响[8]。另外，煤气化项目在偏远地区比较多，经济相对比较差，利用BGL块(碎)煤熔渣气化工艺，轻油和焦油以及酚和氨是副产品，必须要设置精加工的处理装置，才能够符合国家同类产品质量的标准，但是，虽然副产品的产量比较大，但经济规模还是比较小，达不到要求，不能增加精加工的处理装置。

5.5 污水处理

Shell干煤粉气化的工艺技术和多喷嘴对置气化工艺技术，具有气化压力范围大和有效成分高，“三废”排放少，容易处理的优点。BGL气化工艺技术，对于所排放的废水中所含有的氨和酚以及油具有决定性的作用，处理废水量比Lurgir气化工艺少，但是，二者处理的难度相同。所以，利用BGL块(碎)煤熔渣气化工艺，对于所采用的煤种应该试烧，从而达到设计污水处理的目的。

6 总结

综上所述，甲醇对于发展国家能源安全具有至关重要的作用，对甲醇进行有效的加工，能够成为石油的替代燃料，从而对于高速发展我国工业具有促进的作用。

[1] 刘霞.煤制甲醇过程的低温余热利用与碳减排工艺研究[D].广州：华南理工大学,2016.

[2] 李恒冲.煤制天然气的技术经济分析与生命周期评价[D].广州：华南理工大学,2015.

[3] 马俊.浅谈煤制甲醇项目的煤气化技术选择[J].价值工程,2014(4):64-65.

[4] 姜波.关于如何进行煤制甲醇项目的煤气化技术选择工作的探究[J].化工管理,2014(3):74.

[5] 赵鹏飞,李水弟,王立志.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].化工进展,2012(11):2442-2448.

[6] 肖珍平.大型煤制甲醇工艺技术研究[D].广州：华东理工大学,2012.

[7] 冯夕悦.煤、气联合制甲醇的环境影响研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学,2011.

[8] 汪寿建.国内外新型煤化工及煤气化技术发展动态分析[J].化肥设计,2011(1):1-5.

Analysis of coal gasification technology in coal-to-methanol project

YU Yan

(Datong Guangfa Chemical Industry Co., Ltd., Datong Shanxi 037000, China)

With the rapid development of science and technology, coal-to-methanol technology has made great progress. Coal gasification technology is very important in coal-to-methanol project. This paper studies and analyzes the selection of coal gasification technology in coal-to-methanol project.

coal gasification technology; refined methanol; analysis

2017-01-19

于 燕，女，1987年出生，2014年毕业于河南理工大学，学士学位，助理工程师。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.02.20

TQ54

A

1004-7050(2017)02-0063-04

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