焦化煤气联产甲醇新工艺

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1、焦化煤气联产甲醇新工艺杨怀旺李玉升跳润生朱清亮21世纪已经来临，能源和环境是两个突出的课题，石油是主要的一次能源和战略物资，随着可开采量的日益减少及价格的屁升，已经威胁到世界经济的发展。到2050年石油和天然气的资源将逐渐枯渴，而煤炭却大量存在。山西省由于煤种齐全，为山西焦化工业的发展提供了得天独厚的条件。近年来．山西机焦发展迅速，生产出大量的煤炉煤气，有条件的企业可回收净化，用来满足城市居民生活用气。有些企业设计了煤气发电装置，由于效益较差，经常处于开开停停的状态。有些企业白白放散掉气体，还污染环境

2、。因此，利用现代科技结合焦炉煤气的特点，采用煤、焦、化一体化多产联合流程技术，不仅将能源和环境发展结合起来，而且将传统的焦化工业与化学工业有机地结合起来，大力发展“一碳化工”，生产甲醇、二甲醚等基本化工原料及马达燃料，这对调整山西省的能源结构，发展新一代焦炉气转化和相关技术产品具有重要的现实意义。l焦炉气的组成和性质焦炭是最重要的焦化产品，约占70％(质量百分数)，其中90％用于高炉炼铁、10％用于其它行业。对粗煤气进行净化可回收焦油、氨、粗苯、硫磺等化学产品，经过净化的煤气是中热值煤气，发热量约75

3、00kJ／m3左右，每吨煤约产焦炉煤气300m3一400m3，其质量占装炉煤的16％一20％，其主要成分是氢和甲烷，既可作燃料又可作化工原料，净煤气体积组成(％)为：氢气55％一60％、甲烷23％一27％、一氧化碳5％一8％，含两个以上碳原子的不饱和烃2％一7％、二氧化碳1．5％一3％、氯3％一7％、氧0.3％一0.8％，净煤气经深度脱氰、脱硫可作为城市煤气。从净煤气组成分折，C、H比值低，极适合作“一碳化工”的原料，对煤气中的甲烷掺及纯氧部分转化成一碳化工的基本原料，一氧化碳和氢可满足一碳化工生产的

4、需要，因此利用焦炉气中的甲烷转化成一氧化碳和氢气，具有工艺简单、投资少、经济效益好的优势。2、焦妒煤气联产甲醇的工艺流程• 工艺流程描述它利用焦化厂焦炉煤气通过加压压缩精脱硫、转化、合成、精馏来生产重要的化工产品——甲醇，并可通过PsA变压吸附装置回收纯氢后，弛放气做焦炉加热用燃料。利用生产甲醇，制取纯Hz，平衡焦炉用气，以获取最佳的经济效益。工艺流程简述如下，焦炉荒煤气(粗煤气)通过传统的净化工艺回收焦油、硫磺、粗苯等化工产品后，焦炉煤气进入焦炉气压缩机增压至2．1MPa后，进入干法精脱硫装置，将焦

5、炉气体中的总硫脱至0.1×10-6以下。脱硫后的焦炉气利用空分装置送来的纯氧供给气体转化，将气体中的甲烷及少量烷烃，转化为甲醇原料气的有用成分一氧化碳和氢，转化后的气体成分可满足甲醇原料气的基本要求。转化后的气体返回压缩继续增压至5．3MPa．进入甲醉合成装置，甲醉合成采用低压合成技术，精馆采用多塔流程。甲醉合成驰放气中的主要组分为氢，根据气体的平衡状态，可设氢气的回收装置．驰放气一部分作转化装置预热炉的燃料气，其余部分返回焦炉做燃料气。2．2焦护气的压缩从外管(煤气精制)来的焦炉气进入压缩机一段压缩

6、后从三段出口，压力为2．1MPa左右，人脱硫装置，脱除气体中的硫后进入转化，经转化气体气压为1.6MPa，进入压缩机四段，增压至5．5MPa左右迭至甲醉合成装置。2．3精脱硫焦炉气中的硫含量对转化催化剂有毒化作用，因此最终焦炉气硫含量必须降至o．1×10-6以下，以满足催化剂对硫含量的要求。由于国内精脱硫工艺较多，因此我们通过比较认为，可使用常温氧化法及EH—2串“夹心饼”工艺进行焦炉气的精脱硫。采用氢氧化铁加压(2。lMPa)常温脱硫，可以增大硫化氢的浓度，提高脱硫剂的硫容．减少设备尺寸，降低脱硫成

7、本，脱硫效率可达99％．为进一步脱除H2S及焦炉气中的有机硫，可采用抗硫酸盐水解催化剂EH—2串“夹心饼”工艺，最终将硫含量降至0.1X10-6以下。2．4转化气态烃的转化工艺有蒸汽转化法、催化部分氧化法和间歇催化法等。蒸汽转化需外供热量，转化炉结构复杂，投资多。间歇催化转化法即蓄热式催化转化法，可采用周期性间断加热来补充烃类转化过程中所需的反应热。此法需要消耗相当大的原料气．是不经济的，为此建议采用催化部分氧化法，按甲醇合成为原料气的要求，采用纯氧部分氧化转化工艺。来自脱硫的焦炉气，温度40℃时入焦

8、炉气初热器，回收转化气的热量，使温度提高到250℃后，与废锅提供的蒸汽混合进入焦炉气蒸汽预热器，预热到350℃进入转化炉。来自空分装置的氧气经氧气软水预热炉预热到500℃，进入转化炉，在转化炉顶中与焦炉气蒸汽混合入转化炉催化剂床层进行转化反应，在此将甲烷及少数多碳烃转化为一氧化暖和氢。出转化炉的转化气约950℃，入皮热锅炉副产2.5MPa的饱和蒸汽后，温度降至400℃，入焦炉气蒸汽预热器，焦炉气初预热器回收热量后，分离冷凝后去焦炉气压缩机四段。2.5甲醇