煤制甲醇生产工艺优化与节能减排方法的探讨

李岩

摘要：煤制甲醇有着较为复杂的工艺流程，而且整个过程需要消耗大量水，并产生很多废弃物，对环境具有非常严重的影响。因此，应优化煤制甲醇的工艺流程，进而实现节能减排。基于此，本文简要分析了煤制甲醇生产工艺优化与节能减排方法。

关键词：煤制甲醇;工艺流程;节能减排

在整个社会都倡导节能降耗的大环境下，传统化工产业都在积极探寻节能减排策略，此举不仅是为落实我国的可持续发展战略，同时也可通过节能减排提升经济效益，促进企业的持续发展，因此煤制甲醇企业对此要提高重视，从工艺流程的优化入手实现节能减排。

一、煤制甲醇工艺流程

煤制甲醇工艺流程整体特点是氢少碳多，生产甲醇对水的需求极大，而且一氧化碳、硫化氢、氮气等气体和固体废弃污染物的排放量较多。该企业使用的是丹麦托普索工艺生产甲醇，这种煤制甲醇工艺的特点有以下几方面：第一，其蒸汽压力约为2.0MPa，节能性良好。第二，对渗透气氢可以实现循环利用，依靠的还是回收利用非渗透气氢，并利用膜分离、节约原材料等方式减少了二氧化碳的排放[1]。第三，为了节约用水，该企业的煤制甲醇工艺可以通过稳定塔回流、循环气压缩机冷器空冷换热实现热量的降低。第四，可通过蒸汽加热炉重新加热未凝汽、闪蒸蒸汽等副产，这样原材料消耗就得到了的有效控制。第五，节约脱盐水可通过透平冷凝水、蒸气冷凝水的循环利用来实现。第六，为了有效控制废弃气体排放，利用火炬设备处理意外气体的排出。

通过对相关资料的了解，关于该企业的煤制甲醇工艺参数有以下几个方面：第一，该工艺每消耗38.5GJ的能量可以生产大约一吨甲醇，过程中耗煤量大约为1.13吨。第二，综合分析不同甲醇生产工艺，天然气制甲醇一吨消耗能量在32GJ到34GJ，传统的煤制甲醇工艺一吨消耗能量在45GJ到50GJ之间，煤气混合制甲醇工艺一吨可消耗能量32.23GJ，该企业的煤制甲醇工艺没有精馏环节，因此实际能量消耗要低于理论消耗。由此可以得知，该企业的煤制甲醇工艺虽然相较于传统工艺减少了很多能量消耗，但仍然存在能量消耗过大的问题，因此需要通过优化工艺流程实现节能减排[2]。

二、煤制甲醇工艺流程优化和节能减排办法

（一）系统布局

根据绿色理念规划系统布局，保证布局合理且尽量减轻对周围环境的影响，进而促进土地利用率的有效提升，同时促进能源消耗的降低。相关标准有以下几个方面：第一，严格遵守相关法律法规。第二，从整体入手规划生产、仓储、物流等各项细节，保证系统的有序运行。第三，集成同类模块，并对不同种类模块进行合理区分。第四，预留一定空间，为长远规划创造条件[3]。

（二）水资源消耗

应主要采用循环汽压缩机冷器等空冷换热进行降温，同时回收冷凝水，以此减少脱盐水的用量，另外应使用节水型仪器，以此便可实现对水资源消耗的有效控制。

（三）废气处理

该企业煤制甲醇工艺伴生的废气有氮气、硫化氢、一氧化碳等，每小时排放量约为22700立方米，虽然工艺中结合废弃处理措施，但仍需要进一步控制。首先应提升火炬系统的利用率，然后然后结合以下几种方式优化废气处理：第一，未凝汽、闪蒸蒸汽中含有氢气、甲烷等可燃性气体，可以将这些气体回收，然后用于甲醇生产。第二，加高高温烟气排放烟囱高度。第三，回收H过程中发现的一氧化碳、氫气、甲烷等气体应回收利用。第四，循环H应利用膜收集合成甲醇过程中形成的氢气，H含量高的部分应循环收集，含量低的部分可进行提纯，用于烯烃转化装置和甲醇与H的分离[4]。

（四）废液处理

煤制甲醇产生的废液有生活污水、生产废液等，应分别设置相应处理模块，同时设置故障处理模块，以保证废液能够得到及时有效地处理。该企业合成甲醇过程中每小时可产生废液3.9立方米，含有氮类、杂质等有害物质，应引入污水处理模块进行集中处理，另外冷凝液每小时产出量大约为98立方米，应回收后再利用。

（五）废渣处理

该工艺生产甲烷过程中产生的废渣有氧化铜催化剂、氧化锌催化剂、铝钠催化剂等，分别产生在脱C1、净化、反应塔、裂解等环节，可回收后再利用，但在吸附塔中产生的废渣应进行填埋处理[5]。

（六）噪声处理

压缩机是煤制甲醇过程中产生噪声的主要原因，可从以下几方面入手进行处理：第一，选择噪声更低的型号，第二，在噪声过大的设备上加装隔音，同时对设备进行隔离。第三，合理规划平面布局，实现对噪声的有效疏导。

（七）防渗漏

第一，应硬化处理甲醇系统区域的地面，避免在地面发生渗漏。第二，针对废液坑进行防渗漏处理。第三，加固排污管线。第四，定期针对容易发生渗漏的区域开展检查维护。

（八）监测

结合相关法律法规的要求，该企为达到节能减排标准制定了严格排放规定，比如氨氮全年的排放量不得超过20吨，二氧化硫排放量不得超过1050吨，而且为控制排放量专门成了监督小组，不定时开展气体和固体排放物的监测工作。监测过程中重点关注以下内容：第一，排放物对周围环境的影响。第二，如果系统出现意外情况，比如排放量突然增加或者有害物质比例增大，应立即采样分析，同时查明原因，并立即责成相关人员整改。第三，重点监测排放量大的部分，并针对每一种有害物质进行单独测定。第四，制定备用方案，用于解决有害物质泄露或者误排放的善后处理[6]。第五，设置屏障，建设大容量水池，用于发生泄露等事故的引流，以此降低事故处理压力。第六，建设专门用于储存废液和雨水的储存坑，容量分别为70立方米和260立方米，用于储存还未处理的废液和雨水。第七，如果维修设备时必须关停系统，那么应仔细查看精馏设备是否处于排空状态。第八，在暗道中设置的机器线路和排出点，避免遭受废弃甲醇的污染，排除点和线路要进行隔离。第九，如果发生紧急停电将导致可燃废弃大量释放，因此应针对停电期间的可燃气体导流和处理做好准备，避免出现可燃气体泄露等严重安全事故。

结束语：

综上所述，明确煤制甲醇的工艺流程，同时针对工艺流层开展优化处理，可极大减轻甲醇生产过程中的能源消耗，减少废弃物排放，最终达到节能减排的目的。相关企业对此要提高重视，做好各项细节的处理，这样才能促进企业的可持续发展。

参考文献：

[1]刘效均，徐炜.煤制甲醇工艺设备及能耗探讨[J].中国化工贸易，2018，10（31）：93-95.

[2]张昶.煤制甲醇生产工艺的优化与设计[J].山西化工，2017，32（6）：85-86.

[3]崔寅.煤制甲醇工艺及三废处理技术应用[J].中国化工贸易，2017，09（29）：57-59.

[4]师泽，张晓卫.浅谈煤制甲醇过程的低温余热利用与碳减排工艺[J].中国化工贸易，2017，11（20）：65-68.

[5]赵明霞，张萌萌，李娜.煤制甲醇生产工艺的优化与设计[J].中国化工贸易，2018，10（17）：20-22.

[6]郭建民，李永亭.煤制天然气低温甲醇洗工艺改进与优化探讨[J].煤化工，2018，46（2）：10-12.