艾龍(華電榆林天然氣化工有限責任公司，陜西 榆林 719000)

隨著時代的發(fā)展和工業(yè)的進步，生產(chǎn)各種材料的需求量也越來越大，甲醇作為一項重要的工業(yè)原料，近些年的使用率也在逐步提升。但是，在甲醇的生產(chǎn)工藝上還存在著能源的巨大浪費，本文就結(jié)合某公司的甲醇生產(chǎn)工藝對這個問題進行如下的探究。

1 甲醇的制備工藝

由于我國煤炭資源的儲量相對巨大，在生產(chǎn)甲醇時，常常用煤來作為原料。首先，通過低壓產(chǎn)甲醇的方法，將煤轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，再經(jīng)過催化作用合成產(chǎn)生甲醇。這種方法實現(xiàn)了低溫低壓產(chǎn)甲醇，對于反應(yīng)的控制也相對更容易，因而得到廣泛的應(yīng)用。

2 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

以某公司為例，該公司甲醇的生產(chǎn)量為300kt/a，甲醇制備過程中的節(jié)能技術(shù)主要可以從以下幾個反應(yīng)階段來進行:

2.1 氣化階段進行的節(jié)能操作

通常情況下，在制備甲醇的氣化階段所采用的技術(shù)是非熔渣-熔渣的分級氣化，以水煤漿作為氣化的主要原料。該工藝要求用純氧進行氣化，同時保證環(huán)境所處的壓力控制在4MPa。在進行節(jié)能設(shè)置時，常常會在這一階段取消原有的換熱器。在這一階段的正常工序中，會有一臺煤氣廢熱鍋爐將熱量進行有效的回收利用，從而使煤氣中的汽氣比從原有的1.4下降為0.38。如果在氣化階段取消原有的換熱器，對于汽氣比也不會造成太大的影響，同時也可以保證變換階段的正常運行。通過取消高壓換熱器可以使生產(chǎn)的含灰蒸汽進行兩部分的利用:一部分輸送到變換階段用作汽提蒸汽，另外一部分應(yīng)用到氣化除氧器中。通過一段時間的試驗運行，可以發(fā)現(xiàn)采用這種方法進行的氣化階段產(chǎn)生煤氣的溫度值、汽氣比與設(shè)計規(guī)定值相同，符合設(shè)計要求。高壓閃蒸罐中產(chǎn)生的蒸汽量每小時在10噸左右，蒸汽壓力在0.5MPa，可以對其進行全部的回收和利用，如果按照一家企業(yè)一小時可以生產(chǎn)甲醇20噸計算，就可以實現(xiàn)節(jié)省1.4噸重的煤炭原料，節(jié)能效果非?？捎^。

2.2 變換階段進行的節(jié)能操作

在設(shè)計中的變換階段，主要采用的是全氣量的部分變換，這要求水煤氣在經(jīng)過變換之后，其中一氧化碳的體積分數(shù)要保證在20%左右，變換爐的汽氣比要控制在0.38左右。在氣化階段的煤氣汽氣比要保證在1.4左右，這時周圍的環(huán)境溫度大約為210℃。煤氣在進入變換爐進行變換之前，要在廢熱鍋爐中進行提前降溫，從而控制變換爐中的水氣比，在蒸汽在壓力為0.5MPa的條件下，以20t/h的平均速度進入低壓蒸汽管網(wǎng)。煤氣經(jīng)過廢熱鍋爐降溫之后進入分離器，通過冷凝液的增壓泵將分離出的冷凝液輸入進洗滌塔中。相比于直接把冷凝液經(jīng)過減壓操作輸送入氣化灰水槽再送入洗滌塔中相比，這種方式大大節(jié)約了動力電能的消耗。

變換器經(jīng)過變換爐之后要被輸送至熱交換器中進行換熱操作，通過這一步驟可以將氣體的溫度降至350℃左右，這一溫度明顯高于進入有機硫的水解槽中的溫度(170℃±10℃)，這就需要通過變換氣的余熱鍋爐對壓力進行控制來保證變換氣的溫度達到設(shè)計要求。在生產(chǎn)蒸汽時，變換器的余熱鍋爐能夠保證生產(chǎn)速度每小時10噸左右，可以保證蒸汽完全輸送至蒸汽管網(wǎng)中。變換氣從水解槽輸送出來時的溫度大約在180℃左右，但是進入到脫硫系統(tǒng)中要保證溫度再次下降40攝氏度左右，這就需要在工藝中裝備二級換熱器來進行二次的降溫，其中換熱器可以保證將變換氣溫度從180攝氏度下降到110攝氏度，經(jīng)過鍋爐給水溫度的影響溫度又會重新升高到150攝氏度左右，這時就需要進行二次變換，其目的是利用脫鹽水將鍋爐里的變換氣溫度再次降低70攝氏度左右，而脫鹽水本身的溫度也會從原有的60攝氏度提升至110攝氏度左右。

2.3 合成系統(tǒng)進行的節(jié)能操作

在這一系統(tǒng)中，工藝主要是通過管殼式合成反應(yīng)器來實現(xiàn)對甲醇的合成，這也是整個生產(chǎn)工藝中的最后一道工序。在這一過程中，需要在反應(yīng)器的管內(nèi)加入一定量的催化劑，在管外會在反應(yīng)過程中生成一些蒸汽，操作人員可以根據(jù)這些蒸汽產(chǎn)生的壓力來對催化床的溫度進行合理有效的控制。當蒸汽的產(chǎn)生速度為每小時2.5Mpa時，對應(yīng)的蒸汽量應(yīng)該為15t。合成塔進出口處的氣體需要進行換熱，換熱后的溫度可以保證在100攝氏度左右，這時就能夠使用脫鹽水來回收其中產(chǎn)生的熱量并加以利用。脫鹽水回收熱量之后，溫度會有小幅度的提升，會從原有的30攝氏度上升到70攝氏度左右，這時就需要利用循環(huán)冷凝水對其進行冷凝。

在合成系統(tǒng)中釋放的馳放氣每小時會達到3800m3，正常情況下這部分的馳放氣都會被送至提氫裝置，為了實現(xiàn)能源的節(jié)約，可以將馳放氣直接輸送到合成氨的裝置——壓縮機中，這樣做在簡化工序的同時，也做到了資源的回收利用，提升了氣體的回收利用效率，對應(yīng)的氨產(chǎn)量也得到了顯著的提高。

3 結(jié)語

綜上所述，在當前普遍應(yīng)用的甲醇生產(chǎn)工藝中，在反應(yīng)的不同階段都可以進行節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，這不僅僅提升了甲醇的生產(chǎn)效率，也最大程度地實現(xiàn)了資源的節(jié)約，控制了原材料的投入成本，符合經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展原則。

[1]齊桂麗.甲醇生產(chǎn)中節(jié)能增效技改方案總結(jié)[J].科技風,2013(15).

[2]張久玉.甲醇合成工藝的技術(shù)解析[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2012(02).