大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择

程鹏飞，杜 瑜

（1.华电陕西榆林凯越煤化有限责任公司甲醇车间，陕西榆林 719000；2.华电陕西榆林凯越煤化有限责任公司生产技术科，陕西榆林 719000）

煤化工与甲醇Coal Cemical Methanol

大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择

程鹏飞1，杜 瑜2

（1.华电陕西榆林凯越煤化有限责任公司甲醇车间，陕西榆林 719000；2.华电陕西榆林凯越煤化有限责任公司生产技术科，陕西榆林 719000）

甲醇既是工业上应用很广的化工产品与原料，其需求量在各种工业生产中一直很高。在煤化工行业中，通常都是选用煤制甲醇的技术来对甲醇进行大量制备。随着我国石油资源不断消耗及正在逐渐降低的甲醇制备成本，使甲醇得到更广泛应用。通过分析大型煤制甲醇工业对经济发展的必要性，探索其气化和合成工艺的选择。

煤制甲醇；气化工艺；合成工艺

我国地势广袤且人口众多，能源的消耗量是十分巨大的，而我国恰巧在资源和能源的利用上显得较为贫乏，加之由于经济的发展使得人们对各种能源的需求量越来越大。面对此种形势，我国必须要以当前实际情况为基础，合理开发利用我国丰富的煤炭资源来使用各种生产和生活的需要。目前，煤炭资源还是比较丰富的，因此从煤炭资源入手来开发和制备其他能源是最为合适的选择。而我国的石油资源短缺，已不能够满足工业生产中制备其他能源的消耗了。只有通过煤制甲醇来代替需要大量消耗的石油能源，才能有效缓解能源短缺问题。

1 大型煤制甲醇的必要性

随着我国工业生产的迅猛发展，甲醇已经成为人们所认可的成本低、无污染的新一代能源。人们当前对于新能源认识和需求的方式也同时发生了极大的改变。对当前新能源的开发和制备主要提出了以下要求：首先是要耗能少、污染少，我国当前的可持续发展战略所要求的就是要尽可能消耗少的资源、产生少的污染但同时制备高质量的新能源。其次是要绝对的安全，不仅是制备过程要保证安全，还有制备出的能源在投入使用后也要保证安全可靠。最后是要实现能源制备的自动化技术水平，信息科技的发展将许多产业都带入了自动化的领域，当然能源的制备也不例外。随着制备甲醇的生产技术的提高和变化，甲醇的合成路线也有很大变化。首推的就是采用煤制甲醇工艺来大量制备甲醇，整个煤制甲醇的过程就是要先让煤在其气化和CO气体的变化下得到处理，然后利用低温甲醇洗技术合成甲醇。

2 大型煤制甲醇的流程

煤炭资源在我国主要分布在华北、西北和东北等地区，相对于世界上众多国家而言，我国的煤炭资源还是比较丰富的，是一个产煤大国。但是由于我国地域广袤人口众多，就使得我国丰富的煤炭资源在开发和利用的时候不加以节约和控制，造成大量的浪费和损耗。再者，煤炭在使用过程中所排放出大量的气体多数都是有毒有害的气体，严重污染了环境也影响到人们的生命健康。煤炭在经过高温处理后就会与相应的气化剂转化为一氧化碳和氢气等可燃的气体，这些气体同样能够成为新能源的开发原料之一。随着现代工业技术的日趋发展，煤炭资源的开发和利用越来越受到重视。这些气化剂主要包括最为常见的水蒸气、空气或其混合气体。在煤炭气化的过程中，通过低温甲醇洗技术来制备合成甲醇以及工业原料加以改善，从而提高资源的利用率和对生态环境的保护。

2.1 煤的气化过程

将煤炭进行气化处理是当前环境保护事业发展的必然要求，气化之后的煤炭将原本对环境有严重污染的物质变为气体后，再经过低温甲醇洗技术就能将气体净化。在此煤炭的气化过程中，还需要水蒸气、空气或其混合气体等气化剂的辅助。首先把水蒸气直接通到高温的煤层之中，通过氧化还原反应将煤炭中的碳元素和氢元素还原出一氧化碳气体和氢气，而一氧化碳气体仍然是对环境有一定的污染，所以还需要再经过低温甲醇洗技术将这混合气体进行进化。在燃烧的过程中对于各种环境污染因素影响较小。由于所有涉及到的反应都是吸热反应，在对煤炭进行气化时通过水蒸气来给煤层降温，使这些气体在煤层中转换能够正常转化。当把空气等混合气体通入其中时，最关键的反应就是煤炭的燃烧，燃烧的温度足以加热煤层并使之气化，在这个气化的过程中要尽量保证不对环境造成太大的污染。

2.2 甲醇的合成过程

甲醇的合成是可逆的，为了能够减少甲醇在合成时的多余反应，也为了提高甲醇的产出率，在整个反应中要掌握好温度的高低，要在350℃左右的适宜温度、压力大小要在20MPa左右的适宜压力、以及催化剂的使用剂量。甲醇的合成反应通常都是在低温和低压下进行的，所有反应的耗能很低，速度也很慢，因此催化剂是掌控耗能和速度的关键要素。用来合成甲醇原料气体氢气和一氧化碳气体的配比是2∶1。一旦一氧化碳气体的含量过高就不利于对温度的控制，而且同时还会导致部分沉淀物沉淀在催化剂从而影响催化剂的使用效果，严重的话还会导致催化剂失活。所以通常是要把氢气的通入量设置为过量方可。

3 结束语

随着我国经济的飞速发展，环境污染问题已经是世人广为关注的问题了，在各种环境污染问题中，化学工业产品的废气和废渣的污染最为严重。如今人们对环境保护的意识的逐渐提高，也对新能源的开发和利用更为期待，而选择大型煤制甲醇的气化和合成工艺正是对新能源的探索和开发，将更加造福于人类社会。

[1] 孙宝江，王文和 .煤制甲醇合成工艺设备的选型分析 [J].重庆科技学院学报（自然科学版），2013，（S1）：45-48.

Gasification and Synthesis of Large-scale Coal Methanol

Cheng Peng-fei，Du Yu

Methanol，CH3OH，is a widely used chemical product and raw material in ind ustry.Its demand is very high in all kinds of industrial production.In the coal chemical industry，usually the use of coal methanol technology to a large number of methanol preparation.With the continuous depletion of China’s oil resources and is gradually reducing the cost of methanol production，so that methanol is more widely used.This paper analyzes the necessity of economic development of large-scale coal-made methanol industry and explores the selection of gasi fi cation and synthesis process.

coal to methanol；gasi fi cation process ；synthesis process

TQ223.121

：A

：1003–6490（2017）07–0010–01

2017–05–20

程鹏飞（1982—），男，陕西榆林人，助理工程师，主要从事煤化工生产工作。