关于焦炉煤气制甲醇的补碳问题

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1、关于焦炉煤气制甲醇的补碳问题刘洪斌赵丹（吉林东圣焦化有限公司吉林省白山市134308）摘要：焦化厂的剩余焦炉煤气（COG）制甲醇工艺，在国内已普遍推广开来。但由于COG中的氢碳比远高于甲醇合成所需的理想比例，大量氢气存在于弛放气中，降低了COG的利用率。如对COG适当的补充碳源，优化甲醇合成气体的氢碳比，使COG得到充分合理利用，既可减少COG的浪费，又可增加甲醇产量，提高甲醇装置的整体经济效益。关键词：焦炉煤气甲醇补碳1.0前言：当前，对COG制甲醇装置补充碳源的手段较多。距钢厂较近的装置可补充转炉煤气；距化肥厂较近的装置可补充脱碳工序

2、的弛放气；如果附近有二氧化碳或其他碳源亦可补充。对于独立焦化厂，不具备上述条件，即可利用变压吸附（PSA）技术，从甲醇弛放气中回收碳源，即回收含CO、CO2、CH4等有效组分(富碳气)，补充到甲醇系统中，从而降低甲醇合成气体的氢碳比，达到优化指标的目的。利用PSA技术，从甲醇弛放气中提取富碳气是一项成熟技术，国内已有多家生产甲醇的化工厂应用。例如某天然气制甲醇企业的甲醇弛放气PSA补碳装置，从2004年投产至今，一直稳定运行。吸附剂（分子筛）只在2011年做少许添加。2.0甲醇弛放气PSA补碳工艺2.1甲醇弛放气PSA补碳技术吸附分离过程

3、是用多孔固体(吸附剂)处理流体(气体或液体)混合物，使其中所含有的一种或多种组分积聚或凝缩在其表面，达到分离目的的化工单元操作。国内的科研单位已研究生产出符合甲醇生产补碳工艺要求的PSA吸附剂。并根据吸附剂的性能，设计开发了甲醇弛放气PSA补碳工艺，见图一：该工艺依托先进的PSA吸附剂研究成果，充分利用了各种吸附剂对气体吸附选择性的不同，把传统甲醇弛放气PSA工艺中的产品种类由2种变为3种，由只能用于甲醇弛放气制氢工艺发展到为甲醇系统补碳工艺，极大的拓展了PSA技术的应用领域。使得天然气制甲醇和COG制甲醇工艺中的多氢少碳问题得到很好的解

4、决［1］［2］。该技术在甲醇行业迅速得以推广，先后有山西焦化集团有限公司、神华乌海煤焦化有限公司等十余家甲醇生产企业，采用了该项技术，取得了良好的经济效益。2.2某天然气制甲醇企业甲醇弛放气PSA补碳装置5该厂以天然气为原料的甲醇生产企业。甲醇生产能力为30万吨/年。甲醇系统于2004年选用甲醇弛放气PSA补碳工艺，采用冲洗流程处理甲醇合成弛放气。PSA补碳装置投用以来，生产稳定运行,各项指标均达到了设计要求。以设计能力为10万吨/年的1#车间为例，甲醇弛放气PSA补碳装置投用后，年产量由10万吨增加到12万吨，涨幅20%，企业取得了良好

5、的经济效益。表一为该厂2012年4月1日和4月2日的运行数据。表一天然气制甲醇工艺甲醇弛放气PSA补碳装置运行数据统计表组分COCO2CH4H2N2Σ弛放气组成V%3.014.996.8383.711.46100流量（Nm3/h)526.75873.251195.2514649.25255.5017500富碳气组成V%9.0121.3225.6541.532.49100流量（Nm3/h)365.81865.591041.391686.12101.094060富氮气组成V%8.150.058.0977.795.92100流量（Nm3/h)1

6、43.440.88142.381369.10104.191760富氢气组成V%0.140.080.1199.040.4399.8流量（Nm3/h)16.309.3112.8011528.2650.0511616.72根据表一数据得出，该厂PSA补碳装置处理甲醇弛放气，得到的产品富碳气用于甲醇系统补碳。弛放气中的二氧化碳基本可以全部回收，一氧化碳的回收率为69.45%，甲烷的回收率为87.13%。同时，因冲洗等原因，氢气的回收率为11.5%，氮气的脱除率为60.4%。3.0甲醇弛放气PSA补碳工艺在COG制甲醇装置应用的效益概算3.16万吨

7、/年COG制甲醇装置弛放气PSA补碳工艺物料概算以设计能力为6万吨/年COG制甲醇装置运行数据为计算依据，甲醇系统在满负荷情况下，合成的弛放气量约为6000Nm³/h，根据弛放气的分析数据，采用弛放气PSA补碳工艺，参照表一的生产运行数据，推算出6万吨/年COG制甲醇系统PSA补碳装置产品组分的组成，见下表：表二6万吨/年COG制甲醇装置弛放气PSA补碳工艺组分及组成统计表组分COCO2CH4H2N2Σ弛放气含量，V%4.926.43.6376.628.43100流量，Nm3/h295.2384217.84597.2505.86000富碳

8、气含量，V%13.5925.4612.635.0813.26100流量，Nm3/h2053841905292001508富氮气含量，V%10.820.053.5057.8727.76100流量