焦炉气的生产工艺与技术路线的选择

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1、www.6chem.cn专业化工市场与投资顾问焦炉气的生产工艺与技术路线的选择2.1焦炉气组成与净化2.1.1焦炉气成分焦炉气是焦炭生产过程中煤炭干馏后产生的气体。干馏温度一般为550℃～650℃，气体成分非常复杂，除含有H2、CO、CO2、CH4、N2、O2、CnHm外，还有大量的H2S、COS、CS2、HCN、NH3、噻吩、硫醇、硫醚、萘、苯、焦油，典型的焦炉气成分见下表。表2.1焦炉气的成分组分H2CH4CnHmCOCO2N2O2H2S/mg.m-3有机硫/mg.m-3含量/%58.0026.002.506.002.704.000.763002502.1.2

2、焦炉气的净化在焦炉气净化过程中，除去粗煤气中的焦油雾、水气和各种杂质得到净煤气、煤焦油、粗苯(或轻苯和重苯)、硫酸和无水氨(或硫酸铵)等。2.1.3工艺流程因焦炉气成分的不同，以及对气体净化深度要求的不同，焦炉气的具体净化工艺有15种以上。一般焦化厂的流程设置，只对H2S、NH3、萘、苯、焦油有一定的要求，对其他杂质不进行控制，焦化厂的常规流程是焦炉气经过冷凝鼓风、电捕、脱硫、脱氨、脱苯，送出界区。作为生产甲醇和甲烷的原料气，除需要脱除H2S、NH3、萘、苯、焦油外，还maintenancemeasures,thereisabigsecurityrisk,mana

3、gementhashadagreatimpacttothecity.3.1-8busterminalstationstatusinYibincitylayouts(4)hoursofoperationmostofYibincitybuslinesin5:30-6:20,andbasicallymeettheYibintravelneeds.Bus3/4www.6chem.cn专业化工市场与投资顾问需将CO2、CS2、噻吩、硫醇、硫醚脱除，否则后续的催化剂就会中毒。因此，焦炉气制甲醇和甲烷工艺中焦炉气净化的首要工作是脱硫。焦炉气转化为合成气的催化剂同天然气转化催化剂

4、类似，对焦炉气中的总硫要求可以是≤10×10－6。另外焦炉气中的烯烃、长链烷烃含量不能过高，否则会在转化催化剂表面发生析炭反应，堵塞催化剂的有效孔隙及表面活性位，使催化剂活性降低。因此，硫的脱除及加氢，是焦炉气净化的主要任务。国内已经开发了对焦炉气中有机硫的加氢脱硫技术，但是硫醇、噻吩的加氢转化率还不能满足后续转化催化剂，而甲醇合成催化剂对硫的要求为≤0.1×10－6，还需另加精脱硫工艺。国内有机硫加氢催化剂还需要改进，另外也要对焦炉气中的氯含量引起足够的重视。2.2焦炉气合成甲醇工艺焦炉气制甲醇工艺流程简图见下图。图2.1焦炉气制甲醇工艺流程简图2.2.1纯氧催

5、化部分氧化工艺焦炉气催化纯氧转化工作原理:焦炉气中的氢气首先与氧气在转化炉顶部空间发生燃烧反应，通过燃烧消耗完加入的氧气后，产生的热量贮存在混合燃烧气中，随即进人转化炉中下部的催化剂床层，借助混合燃烧气带人的热量，烃类与同时从转化炉顶部加人的水蒸气发生转化反应，生成对甲醇合成有用的H2、CO、CO2组分。图2.2催化纯氧转化工艺流程2.2.2纯氧非催化部分氧化转化工艺焦炉气无催化纯氧转化工作原理:焦炉气与氧气首先在转化炉上部发生一次燃烧反应，生成CO2和CO，同时反应物料温度急剧升高，随即进人转化炉中下部空间发生烃类蒸汽转化和变换等反应，最终使焦炉气中的烃类绝大部

6、分转化为对甲醇合成有用的H2、CO、CO2组分。maintenancemeasures,thereisabigsecurityrisk,managementhashadagreatimpacttothecity.3.1-8busterminalstationstatusinYibincitylayouts(4)hoursofoperationmostofYibincitybuslinesin5:30-6:20,andbasicallymeettheYibintravelneeds.Bus3/4www.6chem.cn专业化工市场与投资顾问图2.3无催化纯氧转化工艺

7、流程2.2.3工艺技术比较…表2.2催化部分氧化工艺与非催化部分氧化工艺比较表比较内容催化反应(固定床反应)非催化反应(气流床反应)2.3焦炉气制甲烷的工艺路线2.3.1工艺路线由于焦炉气中的CH4、CO、CO2、C2+含量近40%，氢含量高，将焦炉气进行甲烷化反应，可以使绝大部分CO、CO2转化成CH4，得到主要含H2、CH4、N2的混合气体，然后通过膜分离技术得到甲烷体积分数90%以上的合成天然气（SNG），再经压缩就可以得到压缩天然气（CNG）。对于产量特别大的装置，还可将甲烷进一步液化生产液化天然气（LNG）。同时，还可以得到清洁能源氢气(氢气纯度在97％

8、左右)，焦