探討煤質(zhì)化驗中的誤差原因及控制方法

時佳 魯?shù)鸣i

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1 煤質(zhì)化驗工作的重要性

在煤質(zhì)化驗工作當中，能夠有效地對煤炭當中的各種元素做出分析，隨后明確煤炭當中各種元素的成分含量，從而判定該煤炭是否為合格產(chǎn)品，并且還可以根據(jù)煤炭當中各個元素的含量來采取相應(yīng)的方式對煤炭做出處理，從而使煤炭資源能夠更好地應(yīng)用到社會生產(chǎn)當中。同時，通過煤質(zhì)化驗工作，還能夠有效地控制煤炭在產(chǎn)出階段的質(zhì)量，針對其中有害物質(zhì)超標的煤炭，需要技術(shù)人才制定相應(yīng)的方案對其進行處理。若所含硫元素過多的煤炭應(yīng)用到實踐當中，其中的硫元素與空氣中的水蒸氣和氧氣結(jié)合便會產(chǎn)生硫酸，從而導(dǎo)致酸雨的產(chǎn)生，進而嚴重危害到建筑物的使用壽命。而在明確了煤炭當中硫元素的含量之后，便可以采取相應(yīng)的方式對煤炭進行脫硫處理，從而使煤炭的質(zhì)量得到保證，進而使煤炭資源能夠為我國社會生產(chǎn)的發(fā)展貢獻出更多的力量。

2 煤制乙二醇工藝路線

2.1 工藝流程

將符合生產(chǎn)要求的煤炭經(jīng)煤儲運篩選后，采用皮帶將煤運送至備煤裝置，在備煤裝置中將來自煤儲運的原煤進行研磨、干燥、分選，然后制成粒徑為63μm-200μm的合格煤粉；采用低壓氮氣輸送的兩根煤粉管線將煤粉送至氣化裝置的粉煤倉；粉煤倉中，通過間斷升壓減壓，利用壓差再將合格的煤粉送至氣化爐燃燒室中；在氣化爐燃燒室中，經(jīng)過氧氣加熱器加熱后的氧氣與次高壓蒸汽進入主燒嘴的氧氣管線進行混合，混合后進入氣化爐；在氣化爐燃燒室進行部分氧化反應(yīng)，產(chǎn)生高溫粗合成氣（在燃燒過程中會有液態(tài)的渣產(chǎn)生）；粗煤氣先后進入激冷室、鼓泡塔、兩級文丘里洗滌器洗滌，除去粗煤氣中的細小灰塵，經(jīng)變換單元調(diào)整合成氣中H2/CO的比例；調(diào)整H2/CO的比例后，采用低溫甲醇除去合成氣中的CO2，然后進入H2/CO提純分離系統(tǒng)中；在提純分離系統(tǒng)中，CO進入草酸酯合成及精致系統(tǒng)，H2送往乙二醇合成及精致系統(tǒng)，草酸酯進入乙醇合成及精致系統(tǒng)后，與H2生成乙二醇產(chǎn)品。

2.2 煤制乙二醇技術(shù)延伸

在制取乙二醇的工藝中，生成草酸二甲酯的過程中會有中間產(chǎn)品（如磷酸二甲酯）產(chǎn)生，通過不同的條件處理后會產(chǎn)生不同的產(chǎn)品，草酸二甲酯經(jīng)過加氫精致合成主產(chǎn)品乙二醇，在這個過程中還可以制取燃料乙醇，草酸二甲酯在水解條件下可以生成草酸，在酯交換、脫羰基的條件下生成碳酸二苯酯，在氨化的條件下又能制取草酰胺。為配合最終產(chǎn)品乙二醇及中間產(chǎn)品的質(zhì)量控制，以及便于全流程操作參數(shù)的調(diào)整，需要通過在線分析、手動色譜分析以及化學分析等方法進行全程分析。

3 乙二醇的制取方法

3.1 氯乙醇法和環(huán)氧乙烷水合法

在堿性介質(zhì)中，通過以氯乙醇為生產(chǎn)原料制取乙二醇，該反應(yīng)是在100℃的條件下發(fā)生水解反應(yīng)。環(huán)氧乙烷水合法可以分為直接水合法和催化水合法兩種方法，水合的過程既可在常壓條件下進行也可在加壓條件下進行。常壓水合法一般采用無機酸為催化劑，反應(yīng)溫度在50℃-70℃之間[1]。

3.2 合成氣制乙二醇

合成氣制乙二醇的工藝路徑可以分為直接合成法、間接合成法。直接合成法是將合成氣中的CO及H2一步合成為乙二醇；間接合成法則主要分為通過甲醇、甲醛及草酸酯作為中間產(chǎn)物合成，然后加氫獲得乙二醇。相對而言，甲醇、甲醛路線合成的研究還不深入，離工業(yè)化距離遠；而草酸酯加氫合成法的實用性較強，適宜進行工業(yè)生產(chǎn)。由煤制合成氣經(jīng)草酸酯加氫制取乙二醇的3個主要反應(yīng)如下：

氧化酯化反應(yīng)：2CH3OH+2NO+1/2O2→2CH3ONO+H2O

CO偶聯(lián)反應(yīng)：2CO+2CH3ONO→（COOCH3）2+2NO

草酸酯加氫反應(yīng)：（COOCH3）2+4H2→HOCH2CH2OH2CH3OH

總的化學方程式：2CO+4H2+1/2O2→HOCH2CH2OH2OH+H2O

4 生物質(zhì)制取乙二醇的設(shè)想

據(jù)相關(guān)資料顯示，生產(chǎn)1t煤基甲醇需要消耗1.6t煤炭資源，如果將生物質(zhì)作為原料，制備出合成氣（含大量COCO2），再經(jīng)過重整后，所制合成氣組分均含有CO和H2，也可滿足制備乙二醇前工段的氣體要求，或采用可再生的生物質(zhì)制取乙醇后，乙醇在發(fā)生消去反應(yīng)后得到乙烯，乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷再發(fā)生水解反應(yīng)后就可得到乙二醇。倘若在條件允許的前提下，采用生物質(zhì)為原料來制取乙二醇，不但可以解決環(huán)境問題，還可以緩解不可再生能源消耗過快的問題，有效地降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟收入[2]。

5 結(jié)語

簡而言之，乙二醇是國民經(jīng)濟重要組成部分之一，是眾多化工產(chǎn)品的原料，但國內(nèi)乙二醇產(chǎn)能不能滿足市場所需，提高乙二醇的產(chǎn)能對我國經(jīng)濟發(fā)展有著重要的意義。在簡述乙二醇性質(zhì)的基礎(chǔ)上，分析了煤制乙二醇的工藝路線，介紹了乙二醇的制取方法和利用生物質(zhì)制備乙二醇的優(yōu)勢[3]。