郭 琦

（天津話梅糖網(wǎng)絡(luò)科技有限公司，天津 300400）

1 三種典型煤化工工藝比較

1.1 相關(guān)工藝簡述

通常情況下，煤制合成天然氣和煤制的二甲醚，在合成之前所呈現(xiàn)出的工序流程大體上是保持一致的，都是由空分、變換和甲醇洗等相關(guān)內(nèi)容組成。其中兩步法合成二甲醚是三種典型工藝技術(shù)中最早進行工業(yè)化生產(chǎn)且呈現(xiàn)出工業(yè)化規(guī)模效應(yīng)的。當前針對兩步法合成二甲醚的相關(guān)技術(shù)而言，從某種程度上來說是最為成熟而且完善的，針對具體的合成流程而言，主要體現(xiàn)在：由甲醇洗來的合成氣在甲醇合成塔中有效合成，轉(zhuǎn)換成為相對應(yīng)的粗甲醇，然后再一次對粗甲醇進行精選和蒸餾之后，進一步送到二甲醚合成工段，再一次對其進行充分的分離和處理，之后有效獲取到合格的二甲醚。

針對煤制合成天然氣而言，從根本上來講，它是我國新興的一種煤化工技術(shù)。其中，它最主要的反應(yīng)就是甲烷化，而甲烷化最早是在合成氨工藝中應(yīng)用的，當前，相對來說，甲烷化的相關(guān)技術(shù)和工藝也比較成熟完善。煤制天然氣工藝技術(shù)目前在美國已經(jīng)完全實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，我國也有了巨大的進步，正在不斷的發(fā)展完善之中。具體的合成流程：把甲醇洗來的合成氣在甲烷化爐中進行充分的提取，然后對其進行有針對性的處理和優(yōu)化，使其成為合成天然氣，然后通過膜分離的方式來有效獲取優(yōu)質(zhì)的天然氣資源。

一步法合成二甲醚，在世界范圍內(nèi)來看，有著很多的專業(yè)院校和科研機構(gòu)對其進行不斷的研究和探索，同時也有很多方面的實驗裝置不斷制作出來，研究進展顯著。當前，從世界范圍內(nèi)來看，在美國，日本，丹麥等相關(guān)公司和科研機構(gòu)都完成了中試，相信一定會實現(xiàn)規(guī)模更加巨大的工業(yè)化生產(chǎn)。我國相關(guān)機構(gòu)也針對一步法二甲醚合成的相關(guān)技術(shù)進行大力的研究和開發(fā)，并在實踐的過程中對其進行有效應(yīng)用。一步法二甲醚的合成：結(jié)合具體情況，由甲醇洗來的合成氣在合成塔中同時進行合成二甲醚與合成甲醇的反應(yīng)，通過相對應(yīng)的分離處理來有效獲取更為優(yōu)質(zhì)的二甲醚和甲醇。然后，針對甲醇而言，使其進一步返回到合成塔中進行再一次的生化反應(yīng)，當做單獨的產(chǎn)品進行有效銷售。

1.2 三種典型煤化工工藝比較分析

因為合成甲醇要在7～8MPa 的壓力下才能有效實施，因此在甲醇合成工段中，要設(shè)置有相對應(yīng)的合成氣壓縮機，以提升合成氣的壓力。兩步法合成二甲醚和煤制天然氣通常情況下在6MPa 的情況下就可以有效實施，所以針對這樣的情況而言，通過凈化處理的合成氣沒有必要進行壓力的提升，就可以有效進行合成反應(yīng)，和兩步合成二甲醚進行有針對性的對比，能夠充分看出，它可以有效減少合成氣的壓縮機數(shù)量，使設(shè)備的投資和運營費用得到充分的降低，實現(xiàn)成本的節(jié)約，更符合經(jīng)濟合理性原則。

因為合成甲烷的化學(xué)反應(yīng)是比較劇烈的，甲烷化的放熱量特別大，在具體的操作過程中有很高的溫度。當前，該項工藝技術(shù)大多數(shù)都是采取多個反應(yīng)器，通過對其進行串聯(lián)的方式，以此使單純的轉(zhuǎn)化率進一步提升。同時，要在中間過程的熱量范圍中設(shè)置相對應(yīng)的換熱器，對其進行不斷的降溫。而煤制合成天然氣的甲烷化工段設(shè)備相對來說比較多，與此同時，又需要相應(yīng)的更多的設(shè)備和材料，要有更為優(yōu)良的耐高溫性能，所以針對這樣的情況，煤制合成天然氣所需要的設(shè)備和投資相對來說更高一些，所涉及的建造周期往往更長，而一步合成甲醚法所釋放出的熱量相對來說是最少的，由此可見，它所需的熱回收系統(tǒng)設(shè)備相對來說也更少一些，比甲烷化系統(tǒng)的設(shè)備投資和成本要有大幅度的降低。

煤制二甲醚的產(chǎn)品提純主要是利用精細化處理和蒸餾的操作方式來有效實施的節(jié)流技術(shù)，在當前的化工業(yè)生產(chǎn)過程中有著十分廣泛的應(yīng)用，相對來講，其技術(shù)和工藝更為成熟完善一些，所呈現(xiàn)出的產(chǎn)品純度相對來說更高，與天然氣提純所需要的膜分離技術(shù)進行對比，能夠充分看出，它有著更為明顯的優(yōu)勢，所以其應(yīng)用范圍更廣。

通過以上3種比較典型的煤化工工藝的相關(guān)流程和優(yōu)劣勢進行對比，能夠明顯看出，兩步法合成二甲醚和煤制合成天然氣所涉及的制作流程相對來說比較繁雜，制作周期長，設(shè)備更多，所涉及的成本和投資相對來說更高一些，相應(yīng)的工藝更為復(fù)雜，在具體的生產(chǎn)過程中有著很多方面的不確定性因素，存在著顯著的不可控性和可變性。相比較而言，一步法合成二甲醚的流程相對來說更簡明，周期有大幅度降低，所涉及的設(shè)備相對來說更少一些，因此投資成本也會切實越低，在具體的生產(chǎn)和操作過程中所涉及的不確定性以及可變性因素相對來說更少，能夠確保各項操作平穩(wěn)有序的推進，從而呈現(xiàn)出應(yīng)有的效益和目標。所以，在煤化工工藝方面，這三種比較典型的煤化工工藝技術(shù)中，一步法合成二甲醚有著更為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，其應(yīng)用范圍更廣，應(yīng)用效益更顯著，所以在實踐的過程中要盡可能選用該方法，以此使煤化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)更持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，有更大的創(chuàng)新效益。

2 能量轉(zhuǎn)化率分析

通過對變換工段的能量損失進行分析，且在這個過程中主要比較制二甲醚、制天然氣等相關(guān)的能量損失的具體情況，也針對甲醇洗工段能耗以及合成工段能耗等相關(guān)內(nèi)容進行分析和對比，切實有效地把握三種典型的煤化工工藝放熱量的相關(guān)內(nèi)容，能夠充分看出，一步法和兩步法合成二甲醚在合成工段中所釋放出的熱量是保持一致的，大體上相同。從實踐中來看，在合成天然氣所放出的熱量要比上述兩種煤化工工藝所釋放出的熱量多50%左右。通過此項內(nèi)容能夠充分看出，合成二甲醚在具體操作過程中所釋放出的熱量要十分明顯的少于煤制合成的天然氣，并且能夠在更大程度上將能量在產(chǎn)品中進行保留和儲存，且使其呈現(xiàn)出更高的能量轉(zhuǎn)化率。同時，也可以有效看出，在合成二甲醚和煤制合成天然氣的相關(guān)操作過程中，合成二甲醚所呈現(xiàn)出的產(chǎn)值相對來說更高一些，煤制合成天然氣的操作費用和投資成本也更高，所以煤制二甲醚所呈現(xiàn)出的經(jīng)濟效益更為顯著，比煤制合成天然氣有十分明顯的提升。

3 結(jié)語

通過上文的分析，我們能夠進一步總結(jié)得知，二甲醚是最為清潔的一種民用燃氣和工業(yè)原料，同時能夠更有效的作為機動車柴油的替代品，它的熱值更高，燃燒起來更為充分，而且沒有殘液存留，有著更為顯著的環(huán)保性能，同時，能夠和柴油在任何比例下進行充分的混合，相對來說成本更低，更為廉價，符合經(jīng)濟性合理性原理。一步法合成二甲醚和其他兩種工藝進行比較而言，其能量轉(zhuǎn)化率是最高的，同時它的產(chǎn)品更為多樣化，豐富化，所需要的投資成本更少，這是突出的優(yōu)點，需要著重關(guān)注。合成二甲醚所呈現(xiàn)出的經(jīng)濟效益比較良好，同時在符合相應(yīng)的國家標準之后，能夠在民用燃料和汽車燃油領(lǐng)域中得到更有效的應(yīng)用。因此可以看出，二甲醚有著巨大的市場潛力，其發(fā)展空間巨大。從整體上來看，一步法合成二甲醚所具有的競爭力是最大的，所呈現(xiàn)出的應(yīng)用前景和市場空間也更為廣闊，適合進行投資進場，以此在更大程度上提升企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。