低温甲醇洗在煤化工的应用

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摘 要：随着我国的工业发展，对煤炭的需求量也逐渐增加，为了满足我国人民生产生活的正常运行，需要大量的煤矿作为发展基础。我国是个煤矿大国，每年的煤矿产量在世界上遥遥领先，煤矿使用量在世界煤矿总产量中占了极大的比例。自改革开放以来，我国市场经济水平不断提高，煤化工企业为社会的进步做出了巨大的贡献，不仅保障了工业生产的正常运行，还为人民的日常生活提供了必要条件。关于低温甲醇洗在煤化工中的应用也逐渐受到关注，本次讨论首先对煤化工企业和低温甲醇洗进行简单的概述，然后结合实际情况，探讨低温甲醇洗在煤化工中的应用。
关键词：低温甲醇洗；煤化工；应用
煤化工企业指的是从事煤矿化学工业的工厂，近年来，我国化工业发展迅速，化工产品的价格也节节攀升，因此化工企业的存在往往能带动当地经济的快速发展。改革开放以来，我国就开始大力发展工业，工业的发展为我国的经济发展做出了极大的贡献，不仅提升我国的人均GDP，改善了人民的生活水平，为社会的和谐发展和我国提高综合国力的事业做出贡献。现如今我国的工业运行主要是依靠以煤矿为主的矿物质的燃烧，但在发展煤化工行业的同时，还要结合使用多方面的技术来提升煤化工企业的工作效率，其中，低温甲醇洗的应用便受到了广泛学者的关注。
1 煤化工企业
早在十八世纪中期，美国就开始了煤矿的开采工作，但由于没有专业的设备也只是少量的开采。知道十九世纪八十年代时，经历了工业革命的英国发明了专门的开采设备，率先进行了大规模的煤矿挖掘作业。挖掘煤矿是一项危险的工作，在管理不当，专业度不达标，计划不完善的情况下，时常会引发严重的事故，不仅危害了施工人员的生命财产的安全，还为我国的工业发展的运行产生影响。近年来，我国中小型化工企业发展迅速，给我国社会市场经济带来了巨大财富的同时，还为社会安置了大量的劳动力，促进了国家的和谐稳定发展。随着时代的发展，化工厂所生产的产品种类也日渐繁多，生产产品多元化也促使有害物质逐渐增多，并且在生产的过程中，多种有害物质共存的情况也一并存在。在产量上，2016年我国甲醇产量达到5276万吨，同比增长11.8%，增幅提高7.8个百分点。在开工负荷上，2016年我国甲醇开工负荷68.3%，同比提高5个百分点。有效产能开工负荷78.6%。根据调查，2016年我国甲醇进口880万吨，同比增加58.9%；出口3.4万吨，同比降低79.4%。在我国甲醇消费增长趋势上，2016年我国甲醇表观消费量6153万吨，同比增长17%，增幅提高9.7个百分点。国产甲醇消费比重上，2016年我国国产甲醇消费占全国甲醇消费的89.8%，同比降低4.1个百分点。在甲醇主要下游消费上，甲醇制烯烃消费大幅提高，成为我国甲醇消费最主要的下游产品。甲醛主要用于尿醛胶，与房地产关联度较大。去年以来来房地产行业虽然由于国家调控热度降低，但仍保持了增长趋势。预计甲醛需求量仍继续增长，但增幅下降。我国甲醛产能约3500万吨，产约2500万吨，年耗甲醇约1200万吨。二甲醚全国产能约1200万吨，产量200万吨左右。95%以上用于燃气添加，包括民用和车用。国内醋酸产能约850万吨，产量约640万吨左右。甲醇燃料（汽油），甲醇汽油试点陆续验收，有全国推广的可能，但难度很大。甲醇燃料近年来发展较快，主要用于民用灶具、炉窑，并已开始船用试验。每年用量在800万吨以上。CTO/MTO的迅速崛起，不但改变了我国甲醇的消费结构，也改变了我国甲醇的市场格局。
2 低温甲醇洗
低温甲醇洗是以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体。流程一般包含一个吸收塔和多个解析塔，吸收塔吸收酸性气体，解析塔解析出酸性气体并将贫液甲醇返回吸收塔，达到循环利用甲醇。低温甲醇洗的工艺特点：①易于操作，生产运行稳定、可靠；②一步法低温甲醇洗工艺脱硫脱碳，其典型工艺是采用5塔流程，脱碳、脱硫分上下塔脱除，在一个塔内完成；③采用专有的高效绕管式换热器，减少阻力，提高换热效率，特别是多股物流的换热效率，使工艺流程更为简捷，节省占地便于集中布置，但绕管式换热器需由专利商在国内合资厂提供；④采用锅炉给水洗涤变换气中的NH3、HCN等，避免其进入系统造成堵塞；⑤在甲醇循环回路中設置甲醇过滤器，除去FeS、NiS等固体杂质，防止其在系统中积累而堵塞设备和管道；⑥采用贫液吸收H2S和CO2，仅设置贫液泵。
产业结构特点：近10年来我国甲醇产能持续增长，但我国甲醇产能已过了高速扩张期，增速有所放缓，发展更加理性；煤制甲醇主导地位不断巩固提高；我国甲醇向大型化、区域化发展，但总体集中度仍较低；规模小、原料结构不合理的企业竞争力较差，是未来淘汰的对象。在产能发展特点方面，截止到2016年，我国甲醇总产能为7730万吨，同比增长3.7%，增幅同比下降4.4个百分点。（不含2016年底投产的青海盐湖、中天合创、神华新疆等项目）在原料结构特点方面，2016年底，全国两年内有产量的甲醇生产企业219家，甲醇产能合计6712万吨/年，占总产能的86.8%。煤制甲醇无论是企业数量还是产能占比，在运行甲醇产能中占绝对主导地位，其产能为5045万吨，占比75.2%，天然气和焦炉气制甲醇分别占12.6%和12.2%。在工艺结构特点方面，合成氨联产甲醇的比例仅为15.7%，单醇占84.3%，其中煤头企业有72家，产能4010.5万吨，占运行产能的60%，天然气和焦炉气单醇产能相当。在长期停产的产能情况方面，2016年底，连续两年停产的甲醇生产企业136家，甲醇产能合计1018.1万吨/年，占总产能的13.2%，平均产能7.5万吨。停产产能中，煤制甲醇约占2/5，为453万吨，天然气和焦炉气甲醇分别为268.5万吨和296.6万吨。
3 低温甲醇洗在煤化工企业中的应用
低温甲醇洗在煤化工中的应用十分广泛，并且能够起到较好的效果。低温甲醇洗技术与其它脱硫、脱碳工艺相比，具有电耗低、蒸汽消耗低，溶剂价格便（下转第114页）（上接第112页）宜，操作费用低等优点。特别是脱硫的净化度高，对甲醇生产十分有利。我国甲醇消费状况主要呈现出以下特点：①2009年以来我国甲醇产量持续增长，近几年多数时间产量增幅超过产能增幅，装置开工负荷逐步提高；②甲醇反倾销期间甲醇进口逐年下降，反倾销期满后进口量较大幅度反弹；③我国甲醇需求潜力巨大，下游消费连续10年增长；④甲醇制烯烃消费增长最快，已成为甲醇第一大下游消费品种从生产规模角度来看，我国天然气甲醇装置与国外有较大的差距，煤制甲醇装置规模处于世界领先，焦炉气甲醇规模受焦炭规模的影响，单套规模较小。从原料路线和工艺技术来看天然气甲醇生产工艺简单、流程短、占地少、投资小、装置规模易于大型化、属于清洁生产工艺，三废排放少；煤制甲醇工艺复杂、流程长、占地大，操作管理复杂、投资巨大，三废排放大、环保压力大；如果仅仅从工艺技术角度出发进行比较，天然气甲醇生产要优于煤制甲醇。
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作者简介：
田慧（1975- ），男，河北张家口人，大学专科学历，助理工程师，研究方向低温甲醇洗在煤化工中的应用。