煤制甲醇即以煤為原料的甲醇生產(chǎn)工藝。在工業(yè)上，生產(chǎn)甲醇的主要原料為：煤炭、天然氣、焦?fàn)t氣；其次的原料還有以重油、石腦油、焦?fàn)t煤氣、乙炔尾氣等：以煤炭為主生產(chǎn)甲醇，這種結(jié)構(gòu)符合我國(guó)油氣資源不足、煤炭資源相對(duì)豐富的國(guó)情：

     一、甲醇產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的前景

     化工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展拉動(dòng)我國(guó)甲醇消費(fèi)量快速增長(zhǎng)。隨著甲醇下游產(chǎn)品的開發(fā)以及甲醇燃料的推廣和應(yīng)用，甲醇的需求市場(chǎng)進(jìn)一步擴(kuò)張。2009年5月， 《車用燃料甲醇》及《車用甲醇汽油(M85)》兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，標(biāo)志著以甲醇為基礎(chǔ)調(diào)配大比例M85甲醇汽油的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟：通常認(rèn)識(shí)下，高比例甲醇汽油需要汽車改裝發(fā)動(dòng)機(jī)后才能使用，但一種無需改裝發(fā)動(dòng)機(jī)就可使用高比例甲醇汽油的新技術(shù)——“大比例甲醇催化燃燒技術(shù)”也已在國(guó)內(nèi)研發(fā)成功，其通過新型的添加劑使高比例甲醇汽油更穩(wěn)定且適合在普通的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上使用，還能改變甲醇汽油在動(dòng)力、啟動(dòng)、腐蝕等方面的弊端。

     二、甲醇的生產(chǎn)原理

     甲醇合成是可逆的強(qiáng)放熱反應(yīng)，受熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)控制，通常在單程反應(yīng)器中，CO和CO的單程轉(zhuǎn)化率低，未反應(yīng)的CO、CO和Hl2需與甲醇分離．然后被壓縮到反應(yīng)器中進(jìn)入一步合成。為了保證反應(yīng)器出口氣體中有較高的甲醇含量，一般采用較高的反應(yīng)壓力。根據(jù)采用的壓力不同可分為高壓法、中壓法和低壓法三種方法。

     1．高壓法

     即用CO和H在高溫(340～420℃)高壓(30．0～50．0MPa)下使用鋅一鉻氧化物作催化劑合成甲醇：

     2低壓法

     即用CO和H 為原料在低壓(j．0MPa)和275℃左右的溫度下，采用銅基催化劑(cu—Zn—Cr)合成甲醇。但低壓法設(shè)備體積龐大，生產(chǎn)能力較小。

     低壓法，目前世界上工業(yè)化比較成功的主要有：I．c．I．法合成工藝和魯奇合成工藝：

     3．中壓法

     為彌補(bǔ)低壓法產(chǎn)量低體積大的情況，出現(xiàn)了中壓法合成甲醇的工藝流程．它是在低壓法基礎(chǔ)上開發(fā)的在5～10MPa壓力下合成甲醇的方法。

     三、甲醇的工藝流程

     1．大型煤制甲醇的典型流程

     由煤經(jīng)煤氣化制取合成氣，再由合成氣在催化劑條件下合成甲醇。煤與空氣的氧化，再煤氣化制得高CO的粗煤氣，經(jīng)高溫變換將CO變換為H：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0。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：

     2．煤氣化技術(shù)路線的選擇

     2 l煤氣化技術(shù)按氣化爐的形式來劃分，主要有固定床、流化床和氣流床，大型裝置一般選用氣流床煤氣化。氣流床氣化具有以下特點(diǎn)：

     2．1．1采用<O．2mm的粉煤；

     2．1．2氣化溫度達(dá)1400～1600℃，對(duì)環(huán)保很有利，沒有酚、焦油， 有機(jī)硫很少，且疏形態(tài)單一；

     2．1．3氣化壓力可達(dá)3．；～6．5MPa，可大大節(jié)省合成氣的壓縮功；

     2．1．4碳轉(zhuǎn)化率高，均大于95％，能耗低；

     2．1．5氣化強(qiáng)度大。

     2．1．6但投資均較前兩者高得多，尤其是Shell粉煤氣化。

     從技術(shù)先進(jìn)性、能耗、環(huán)保等方面考慮，對(duì)于大型甲醇煤氣化應(yīng)選用氣流床氣化為宜。目前，常用的、技術(shù)較成熟的氣流床主要有干粉和水煤漿兩種；從流程分，又可分為廢熱鍋爐和冷激式流程。

     2．2干粉氣流床氣化技術(shù)

     該技術(shù)的特點(diǎn)是碳的轉(zhuǎn)化率高，氣化反應(yīng)中，所產(chǎn)煤氣中CO含量高，H 含量較低，這種煤氣的熱值較高。另外，這種氣化爐均采用水冷壁而不是耐火磚，爐襯的使用壽命長(zhǎng)：

     2．3水煤漿氣流床

     適合于大型的水煤漿氣化，有Texaco氣化和Dow公司的LGTI氣化技術(shù)。水煤漿氣化技術(shù)的特點(diǎn)是煤漿帶35～40％水人爐，因此氧耗比干粉煤氣化約高20％；爐襯是耐火磚，沖刷嚴(yán)重，每年要更換一次；生成c0 量大，碳的轉(zhuǎn)化率低，有效氣體成份(CO+H )低；對(duì)煤有一定要求，如要求灰分<13％，灰熔點(diǎn)<1300℃，含水量<8％等。

     3．大型甲醇合成裝置流程

     甲醇合成是比較簡(jiǎn)短的流程。合成壓力一般為7～I(xiàn)OMPa，反應(yīng)溫度為210—280℃。由于固定床合成甲醇的轉(zhuǎn)化率低，必需考慮未反應(yīng)氣體的再循環(huán)利用。對(duì)于大型裝置的合成流程可在雙塔合成流程和雙級(jí)合成流程選用。兩個(gè)合成塔串聯(lián)的合成流程，可提高單程碳的轉(zhuǎn)化率，減少循環(huán)量，使合成塔和下游設(shè)備都縮小。兩個(gè)合成回路串成兩級(jí)的合成流程，稱雙級(jí)合成流程。

     4．大型裝置的甲醇合成塔

     最近，國(guó)內(nèi)外在3O萬t／a以上裝置使用的甲醇合成塔，雖然塔型較多，歸納起來主要有以下5類，即冷激式甲醇合成塔；冷管式甲醇合成塔；水管式甲醇合成塔；固定管板列管式合成塔；多床內(nèi)換熱式合成塔。大型化甲醇與國(guó)內(nèi)的聯(lián)醇與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：

     4．1需是低能耗，低三廢排放；

     4．2必需有高的可靠性，安全性，能長(zhǎng)周期運(yùn)行；

     4．3必需具有高的自動(dòng)化水平；

     4．4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)。

     我國(guó)能源資源現(xiàn)狀是缺油、少氣、富煤。以煤為原料生產(chǎn)甲醇既是我國(guó)的先在生產(chǎn)甲醇的主流方式，在將來很長(zhǎng)一段時(shí)間里，也將會(huì)是我國(guó)生產(chǎn)甲醇的最主要方式；這在今后一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不會(huì)有大的改變。迎合全球環(huán)保的大呼聲，利用高硫、劣質(zhì)煤生產(chǎn)甲醇以及推廣使用甲醇汽油，都是節(jié)能環(huán)保、功在千秋的重大工程。我國(guó)利用高硫、劣質(zhì)煤生產(chǎn)甲醇的技術(shù)處于世界前列，且原料來源穩(wěn)定可靠，已初步形成了規(guī)模生產(chǎn)能力。在我國(guó)新一代煤化工技術(shù)的支撐下，開發(fā)推廣煤制甲醇的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。