煤制甲醇工艺问题的分析与研究

李晋睿

摘 要 针对目前最常用的一种甲醇生产工艺——煤制甲醇，在简述其工艺特点的基础上，提出亟待解决的问题，如产能过剩、需求分布和产能分布存在较大差异、投资较大且水耗很高等，旨在为今后的煤制甲醇产业发展提供参考借鉴。

关键词 甲醇;煤制甲醇;投资

煤和焦炭是生产甲醇制备中必需粗原料气的重要燃料，使用煤与焦炭进行甲醇生产的工艺路线为：先对燃料进行气化，然后进行脱硫、变换与脱碳，最后进行甲醇的合成及精制。利用蒸汽与氧气，也可利用空气和富含氧气的空气对煤与焦炭实施热加工的操作即为燃料气化，经汽化后产生的气体就是煤气，这是生产甲醇时必需的原料气，实现气化的设备以煤气发生炉为主，若按照煤在炉内实际运动方式，可将气化方法分成以下三种：其一，固定床或移动床法;其二，流化床法;其三，气流床法。在我国，主要采用的是固定床间歇气化。

1 工艺特点

由于将煤与焦炭作为原料生产的原料气，其组分当中的氢碳比很低，所以在对气体进行脱硫之后，还应进行变换，通过变换，使一氧化碳变成二氧化碳与氢气，之后通过脱碳去除过量二氧化碳。完成以上脱硫、变换与脱碳后，经压缩、合成及精馏即可制得甲醇[1]。

甲醇用途十分广泛，包括采用氧化的方法制备甲醛、采用氨化的方法制备甲胺、采用羰基化的方法制备醋酸、还可制得甲基化剂、二甲醚、甲酸甲酯、甲基叔丁基醚，也可直接用作燃料，社会对甲醇的需求量越来越高;同时，我国是产煤大国，能为煤制甲醇创造良好的条件，使煤制甲醇工艺得到了广泛应用。然而，由于受到主观和客观、内部和外部多方面因素的影响，使现阶段的煤制甲醇工艺存在一些问题，不仅对该工艺甲醇的正常生产有很大影响，而且还会带来诸如环境污染等其他方面的问题。

2 问题分析

2.1 产能过剩

由于甲醇用途極为广泛，所以我国煤制甲醇业快速发展，但经过一段时间的膨胀式发展，目前已经产生产能过剩的问题，近几年现有装置的实际开工率没有达到70%，尽管产能的增速正不断放缓，但总产能依然大于消费量。除国内产能方面的原因以外，国外进口造成的冲击也是导致现阶段产能过剩的主要原因。因此，在今后的工作中应做好产业结构调整，解决产能过剩的问题[2]。

2.2 需求分布和产能分布存在较大差异

对于煤制甲醇项目，都是以煤炭资源为依托建设的，基于此，其主产区和煤矿分布基本相同。然而，甲醇下游产业主要于华东、华北与华中，和产能分布有很大的差异，使运输成本较高。对此，在实际的产能分布过程中，不仅要将煤炭资源作为依托，还要充分考虑需求的分布。

2.3 投资较大且水耗很高

受到行业特性与未来发展的影响，只有投资规模足够的装置才能起到减少能耗与物耗的作用，所以现在的煤制甲醇投资都很高。另外，之前已经提到，煤制甲醇的产能和煤炭资源分布基本相同，然而煤炭资源和水资源实际分布却相悖，这就导致水成为显著煤化工发展的主要约束。最初投产的工艺设备规模比较小，生产1t甲醇需要用到25t左右的水，之后工艺设计与生产操作日益成熟，生产1t甲醇所需用量从25t减少到了17t，但水耗依然很高，仍然需要从规模和技术的方面通过深入改革来改善[3]。

2.4 缺乏环保设施

近几年，我国环保局势日益紧张，这使煤化工产业正面临到很大的压力，在这种压力下，很多规模不大的装置在早期设计中放弃了对环保设施的考虑和设计。从开始征收环保税以来，通过提高环保技术，使三废的处理负荷国家要求，对煤制甲醇而言至关重要。对于规模较大的煤制甲醇，通常都会配置硫的回收装置，能基本解决二氧化硫排放问题;从气化装置中产生的黑水可通过适当处理变成灰水，使水处理系统实际排放量大幅增加，若未能引入新型处理技术，将对正常生产造成严重制约。因此，迫切的需要引入新型三废处理技术。

2.5 技术依赖性强

虽然在发展热潮持续推动下，我国提出了很多自主研发的生产设备，但无论哪一种新技术，都需要很长的一段时间来验证。根据实践，相较于发达国家，我国煤制甲醇的技术、设备、物耗、环保等方面都存在一定差距。因此，要在积极引入新技术的同时，加强对自主研发的重视，不可盲目跟风，尽快摸索出技术的关键要点，并解决运行中产生的难题。

2.6 甲醇燃料有安全隐患

甲醇掺烧汽油可作为一种清洁燃料，但到现在还没有被广泛推广，其原因为甲醇具有毒性，而且沸点较低，容易挥发，各环节的毒性很难防范。此外，甲醇还具有一定腐蚀性，会对汽车等耗油装置耐久性造成很大影响。可见，将甲醇用于燃料时，还有很多问题亟须解决，在解决这些问题之前，不可大规模推广应用[4]。

3 结束语

综上所述，煤制甲醇作为现阶段主要甲醇生产技术，还存在产能过剩、需求分布和产能分布存在较大差异、投资较大且水耗很高、缺乏环保设施、技术依赖性强、甲醇燃料有安全隐患等问题，需要在今后的工作中逐一分析，并采取有效措施加以解决。

参考文献

[1] 刘喜宏.浅谈煤制甲醇的前景与工艺流程[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（10）：30-31.

[2] 牛小宝，刘重阳.关于煤制甲醇工艺问题的探讨[J].化工管理，2018，（25）：199-200.

[3] 李季.大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择分析[J].化工管理，2019，（5）：44-45.

[4] 许洋，韩勇，刘立业.粉煤气化煤制甲醇工艺中二氧化碳排放强度的分析研究[J].煤炭加工与综合利用，2017，（6）：48-49.