甲醇不僅是重要的化工原料，也是潔凈燃料。發(fā)展大型煤制甲醇，并加工為烯烴和替代燃料，以煤代替石油，是國家能源安全的需要，也是化學(xué)工業(yè)高速發(fā)展的需要。隨著煤氣化技術(shù)，甲醇合成技術(shù)和設(shè)備、機(jī)械加工技術(shù)的進(jìn)步，甲醇的裝置規(guī)模均在2000～3000t／d，最大已達(dá)7000t／d。
大型化甲醇與國內(nèi)的聯(lián)醇、中小型甲醇有很大的差別，在工藝選擇時(shí)，必需考慮如下問題：(1)低能耗，低三廢排放；(2)有高的可靠性，安全性，能長周期運(yùn)行；(3)具有高的自動(dòng)化水平；(4)要考慮有合理、高效的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)，最好能考慮循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
1 煤制大型甲醇的典型流程
由煤經(jīng)煤氣化制取合成氣，再由合成氣在銅基催化劑條件下合成甲醇的典型流程見圖1。
煤與空分的氧氣在煤氣化爐內(nèi)制得高CO含量的粗煤氣，經(jīng)高溫變換將CO變換為H2來實(shí)現(xiàn)甲醇合成時(shí)所需的氫碳比，再經(jīng)凈化工序?qū)⒍嘤嗟腃O2和硫化物脫除后即是甲醇合成氣。由于煤制甲醇碳多氫少，必需從合成弛放氣中回收氫來降低煤耗和能耗。回收的氫氣與凈化后的甲醇合成氣配得甲醇所需的合成氣，即(H2-CO2)／(CO+CO2)=2.00～2.05。甲醇合成的含水粗甲醇最后精制得產(chǎn)品甲醇。上述八個(gè)工序中的氣化和合成是二個(gè)決定性的工序工藝。而空分、壓縮和氫回收屬于成熟的成套工藝包，直接選用即可。其余的如變換凈化及精餾均為常規(guī)設(shè)計(jì)。
2 煤氣化技術(shù)路線的選擇
2.1 煤氣化的分類
煤氣化通常是按氣化爐的形式來劃分(圖2)，主要有三大類(也有資料將熔融床計(jì)入分四類)。
2.2 大型裝置推薦選用氣流床煤氣化
2.2.1 固定床氣化
對(duì)于大型煤制甲醇裝置，雖然常壓固定床投資低，但其必須使用塊煤，碳轉(zhuǎn)化率低、能耗高、氣化強(qiáng)度低、污水含焦油和酚，處理復(fù)雜；而加壓魯奇爐甲烷含量太高，一般不宜選用。
2.2.2 流化床氣化
較好的流化床氣化爐，都使?fàn)t膛內(nèi)的物料和飛灰返回爐膛再燃燒。具有對(duì)煤種適應(yīng)性較強(qiáng)，燃燒效率較高，對(duì)環(huán)保壓力較小的優(yōu)點(diǎn)。自20世紀(jì)70年代以來有較大的發(fā)展，我國也引進(jìn)了美國能源部開發(fā)的U-Gas爐。在此基礎(chǔ)上還開發(fā)了常壓的灰熔....
