煤化工甲醇联产醋酸工艺

贾凯栋，卜崇晓

（陕西延长石油榆林煤化有限公司，陕西榆林 719000）

在煤化工的生产过程中，甲醇醋酸的联产可以让煤炭得到清洁化的利用，使其生产环境得到良好改善，实现煤炭利用率的进一步提升。由此可见，甲醇醋酸联产对于煤化工企业的发展和当今社会经济与环境的可持续发展都有着十分重要的价值。

1 联产的生产流程简述

在煤炭燃烧的过程中，煤炭可以和空气之中的氧气充分混合，然后发生反应，所得混合粗煤气之中有氢气和一氧化碳。如果将粗煤气分为三个部分，一部分可以和水蒸气交换，这样就可以将粗煤气之中的一氧化碳转换成氢气，为后续的甲醇制备提供足够的碳氢比。另一部分粗煤气在经过配气之后再通过热回收处理来实现净化，将粗煤气之中多余的二氧化碳和硫化物去除，这样就可以生产出制备甲醇需要的原料气，再通过相应的合成工艺就可以制备出甲醇。直接将剩下的一部分粗煤气进行热回收净化处理，这样就可以将这部分粗煤气之中所含有的一氧化碳直接分离出来，而这些一氧化碳就可以在醋酸的制备过程中作为原料气来使用，将一氧化碳用到上一个环节产出的精甲醇之中，并加入适当的催化剂，经过催化作用，就可以制备出醋酸[1]。

2 煤化工甲醇醋酸联产工艺分析

2.1 煤化工甲醇醋酸制备过程中的空分工艺

空分工艺就是在空气之中分离出氧气、氩气和氮气等气体。在煤化工生产过程中，甲醇醋酸的联产制备就需要应用到空分工艺，并将空分处理之后的氧气应用到煤炭煤气化的过程，将氮气用来进行吹扫、抽提和分子筛活化。但是在空分工艺环节，相关人员应该对空分装置的进气量、气体纯度、液体纯度和气体压力等的各项参数加以重视，这样才可以保障该工艺的顺利进行，提升甲醇醋酸的产量与生产效率。

2.2 醋酸的合成工艺

通过甲醇羧基来合成醋酸的工艺技术主要包括以下的四种：其一是德国BASF 公司所研发的通过甲醇高压羧基来合成醋酸的一种技术；第二种是美国孟山都公司所研发的通过甲醇低压羧基来合成醋酸的一种技术；第三种是美国赛尼斯公司所研发的AO 合成醋酸技术，第四种是英国BP 公司所研发的Cativa 技术[3]。

在当今煤化工行业进行醋酸合成的过程中，国际上主要应用到的合成工艺就是美国赛尼斯公司所研发的AO 技术以及英国BP 公司所研发的Cativa 醋酸合成技术。但是由于这两家公司对于其研发的醋酸合成技术转让方面的态度一直以来都比较保守，技术转让也有着十分苛刻的条件，且技术费用非常高。基于这一情况，我国西南化工研究院已经自主研发出了一种新型的低压合成醋酸技术，将该技术应用到煤化工行业的醋酸合成工艺，消耗的指标接近于传统醋酸合成工艺之中的铑催化工艺。凭借着消耗指标较低、生产质量较高、技术成本较低等的优势，该醋酸合成技术在我国的煤化工企业醋酸合成工艺之中已经得到了越来越广泛的应用，且随着该技术在煤化工行业之中的不断应用，这一技术也得到了不断的改进与优化。相信随着我国煤化工行业的不断发展，这种通过甲醇低压羧基来实现醋酸合成的技术将会得到进一步的发展，并在煤化工行业的醋酸合成之中发挥出更好的优势。

3 煤化工甲醇醋酸联产工艺的优化

虽然当今煤化工行业之中的甲醇醋酸联产工艺技术已经实现了不断的进步，各种先进的技术和设备也都开始应用到该工艺流程之中。但是在具体的甲醇醋酸联产工艺之中，依然存在着一些缺陷，能源浪费情况比较严重，对环境的污染程度比较大，且会进一步加大生产成本。所以，煤化工行业应充分重视到工艺之中的问题，并通过合理的方法加以解决。

3.1 工艺问题分析

在煤化工甲醇醋酸联产工艺之中，净化脱碳所应用到的NHD 溶液会将脱硫气之中的二氧化碳和氧化硫等直接吸收，同时，溶液之中的含水量也会对气体吸收质量造成直接影响，脱碳溶液会进入到脱硫气的冷凝水之中，且因为设备的设计存在一定的限制，氮气的汽提量也不能增加。这些都是由于气体换热器的进出口管道没有得到合理设计，这样就会导致冷凝液在气体换热器的下端积存，换热面积也会因此而变小，气体之中的水含量得不到有效降低。这样的情况不仅会消耗更多的能量，同时也会消耗更多的介质，资源和成本的浪费都十分严重。

3.2 优化方案

3.2.1 改造气体换热器的进出口管道

原来的脱硫气体出气口部位的封头位于上方，在优化过程中，可以将封头移动到下方，并通过盲堵的方法将原来出气口位置的法兰堵死，该方案的原理是气体逆流换热，经过对原来换热器气体出口部位的优化，可以将列管之中积液的问题有效消除，使换热面积增加，进而实现换热效率的进一步提升。同时，该优化方式也可以让进入到脱碳塔之中的气体温度得以显著降低，这样就可以降低系统之中的水分，进而起到降低耗能、减少介质的效果。

3.2.2 将副线添加在氮气冷却器之中在甲醇醋酸联产工艺的优化之中，为实现氮气汽提质量的进一步提升，可以在其冷却器管道的进出口位置添加副线。该方法主要的作用原理是吸收和解析，通过这样的优化方法，可以让氮气的汽提量得以显著提升，进而实现脱碳溶液再生度的进一步提升，这样就可以让溶液的循环量和损失有效降低，提升溶液利用率，降低生产成本。

3.2.3 优化脱碳溶液过滤的流程

在对脱碳溶液进行过滤的过程中，可以合理应用到脱硫过滤器，将其高压闪蒸槽之中的脱硫管道改造成脱碳过滤器之中的溶液入口，然后将一个盲板加设在再生塔之中的补液阀位置。在脱碳溶液通过了脱硫过滤器，并得到了过滤之后，这些溶液会再一次返回汽提塔。在此过程中，将盲板分别加设在原来的脱硫过滤器上出口以及进口的位置，就可以让脱碳溶液和脱硫系统之间隔离开来。借助于溶液过滤器对脱碳溶液进行过滤，就可以让脱碳贫液变得更加洁净。

3.3 其他方面的优化改进措施

3.3.1 在造气系统之中增加连锁停车装置

在对煤化工企业甲醇醋酸联产工艺进行优化的过程中，可以将两套可实现紧急停车的连锁装置增设到造气系统之中，通过这两套连锁装置，可以对外部系统所提供的一氧化碳和二氧化碳含量进行分析，如果发现其含量超标，连锁系统就会自动启动，进而让混合气体的鼓风机完成跳车动作，接下来，造气系统之中的紧急停车连锁就会启动，并自动关闭二氧化碳自动调节阀、二氧化碳入工段的自动调节阀以及各个入炉混合气体的自动调节阀，同时，每个造气炉之中的气体放空自动调节阀也会自动打开，及时将二氧化碳入工段之中的气体隔离开来。通过这样的优化改造，就可以有效避免气体倒流进造气炉之中，进而有效防止爆炸等安全事故的发生，进一步保障煤化工甲醇醋酸联产工艺的安全性，避免由于安全事故而造成的人员伤亡、财产损失和对环境的损害。

3.3.2 将爆破片增设到混合气体鼓风机管道之中

在对甲醇醋酸的联产工艺进行优化的过程中，可以将两块爆破片加设在混合气体的鼓风机出气口总管位置，每一块都直接设置在总管一端的盲堵位置。通过这样的优化方式，也可以进一步保障甲醇醋酸联产工艺的安全性，避免安全事故造成不必要的损失。

4 结束语

综上所述，随着我国社会经济的发展，煤化工企业的发展也十分迅速。但是由于当今的煤化工行业能源的利用率不够高，对环境造成的不利影响比较大，所以，要想实现煤化工行业的良好发展，解决能源和环境方面的问题，煤化工行业就需要对煤炭的二次加工技术加以重视。通过甲醇醋酸的联产工艺，不仅可以进一步提升煤化工行业能源的利用率，同时也可以有效降低煤化工行业对于环境的污染，这对于煤化工企业的良好发展和当今社会能源与环境的可持续发展都将起到重要的推动作用。因此，煤化工企业应该加强对甲醇醋酸联产技术的研究与应用，通过先进的技术来提升甲醇醋酸产量与生产效率。这样才可以起到节能环保的作用，促进煤化工企业的进一步发展。