焦炉气制甲醇转化工艺探究分析

焦炉气制甲醇转化工艺探究分析　张兴威（河北旭阳焦化有限公司，河北保定０７３０００）　摘要：我国焦炭产量位居世界首位，炼焦过程中能够产生大　在３５０ｑＣ一３８０％高温下有机硫在铁钼脱硫转化剂的作用下转化　量的焦炉气，如果将焦炉气全部进行燃烧处理，不仅会对环境　为易于吸收的硫化氢，之后再通过铁锰脱硫器而将其有效脱　有害，造成空气污染，而且会对焦炭企业造成巨大的经济损失，　除，最后在氧化剂氧化锌的作用下，气体中的总硫含量降低到　现在我国的焦炉气制甲醇转化工艺正逐步走向成熟。本文通　１Ｏ一７精度以下。其中主要发生的化学反应有：三氧化二铁和硫　过对焦炉气制甲醇的工艺流程、焦炉气的净化与转化工艺进行　化氢气体反应生成硫化铁和水，之后硫化铁和水在氧气中反应　探究分析以便为实际生产中的焦炉气制取甲醇工作提供可参　生成一水合氧化铁与硫。精脱硫技术不仅有效地解决了有机　考的依据。　硫不易脱除的问题，而且有效地消除了有机硫转化过程中一氧　关键词：焦炉气；甲醇；净化；转化　化碳的干扰，并对后续工作中的催化剂起到了有效保护。　目前，我国对于炼焦副产品的综合利用正在逐步成熟，甲　３焦炉气的转化　醇的需求量也日益增长，焦炭工业在逐步发展，我国的煤炭资　随着工艺技术的发展，目前采用含甲烷的气体生产合成气　源也得到了有效合理地应用。　的方法主要有蒸汽转化、非催化部分氧化转化、纯氧催化部分　１焦炉气制甲醇工艺流程　氧化转化等。　随着科技的发展，我们发现焦炉气除了可以提取氢气和合　３．１蒸汽转化　成氨气外，还可以利用焦炉煤气生产甲醇。焦炉气制取甲醇要　甲烷体积在焦炉气组分中约占２３％一２８％，如果采用蒸汽　首先经过焦炉气的冷凝鼓风、电捕、脱硫、脱氨、脱苯等工序，然　转化来完成转化任务就必须采取一段转化、二段纯氧转化工　后在气柜中进行缓冲，紧接着进行脱硫工序，先湿法脱硫经　艺。因为炉体本身的工况及结构的特殊性，所以要求顶部烧　ＮＨＤ溶液吸收后再通过铁锰和氧化锌等进行干法脱硫，最后通　嘴、转化管、下集气管等管道不仅得使用特殊管材，而且还得拥　过催化氧化将甲烷和高碳烃转化为合成甲醇的有效成分，经循　有庞大的空分装置。　环气联合压缩机压缩至５．５ＭＰａ一６．０ＭＰａ，进行甲醇合成，将粗　３．２非催化部分氧化转化　甲醇精馏即可制得符合ＧＢ３３８－－９２优等品级的精甲醇。某公　采用非催化氧化工技术时，原料气不用净化就可以直接在　司２００４年建好的焦炉气制甲醇装置采用活塞式压缩机，以氧化　非催化剂的转化炉中发生，然后在温度高达１３００℃一１４００￣的　锌为脱硫剂，在均温型反应器中从气柜前加入一氧化碳使得氢　环境下进行粗煤气净化，此工艺最大的一个缺点是原料气体消　气和一氧化碳得到平衡，该装置的投产成功，解决了工业上大　耗大，其要比纯氧催化转化工艺多２５％－３０％，过多的二氧化碳　量生产甲醇的难题，标志着我国焦炉气制甲醇技术的成熟。　气体存在于转化后的气体中，此后还需要多加一道脱碳净化工　序。这种工艺最早用于重油转化工艺，目前为止还没有应用此　２焦炉气的净化　　焦炉气中含有大量的ＨＳ、ＣＯＳ、ＣＳ、ＨＣＮ、ＮＨ、苯、萘、硫醇、　方法的工业装置，其大多用在实验室中。３纯氧催化部分氧化转化　硫醚、焦油等，是焦炭生产过程中在５５０℃的温度下，煤炭干馏　３．纯氧催化部分氧化工艺仅仅只需要一台类似于传统蒸汽　出的气体。一般的焦化厂除了对ＨＳ、苯、萘、焦油有一定要求　外，对其它的杂质都不进行控制，但是作为甲醇原料气，以防后　转化二段炉的简单转化炉，采用纯氧自热式部分氧化转化，加　　续工艺中催化剂中毒必须将ＣＯＳ、ＣＳ、噻吩、硫醇、硫醚等除　热速度比蒸汽法要快许多，避免了蒸汽量不足需外供耗能大，去。所以，焦炉气的净化和转化技术是焦炉气制甲醇工艺的难　凭借着焦炉气利用率高且燃烧气体消耗量小，甲烷转化后气体　成分合理，一次投资所需的费用少等优点逐步被越来越多的工　点，焦炉气的净化主要有初净化和精脱硫俩部分。　厂使用，是目前用于工厂中的比较先进的设施。　２．１初净化　初净化主要包括ＡＳ氨硫循环洗涤、脱硫、脱氰、脱氨、洗　４结语　苯、氨分解、ｓ和粗苯回收等几个主要阶段，其中脱硫是焦炉气　总而言之，随着甲醇需求量的提高，焦炉气制甲醇转化工　净化的重要工序，初净化中的湿法脱硫可以有效防止超标的硫　艺地推广应用，该工艺不仅为焦炭企业带来了明显的经济效　含量对催化剂造成的不利影响。在湿法脱硫技术中，为了降低　益，而且为经济与环境共同发展做出了有效贡献，降低了煤炭　硫化氢和氰化物对装置的腐蚀程度，粗制焦炉气中的硫化氢和　利用不充分对环境的污染程度。　部分有机硫都被可循环使用的ＮＨＤ溶液吸收掉了，硫化物和有　参考文献：　机硫被吸收不仅降低了焦炉气在燃烧时对空气造成的污染，而　且防止了其对催化剂的活性与寿命造成不利影响。可循环使　用的ＮＨＤ溶液吸收了硫后还可利用蒸馏减压等方法来进行硫　磺的回收利用。　【１］马宏方，张海涛，应卫勇，房鼎业．焦炉气与煤气生产甲醇　的研究ｌ　Ｊ１．天然气化工，２０１０，０１：１３—１６．　［２】刘建卫，张庆庚．焦炉煤气生产甲醇技术进展及产业化现　状［Ｊ］．煤化工，２００５，０５：１６－１９．　２．２精脱硫　［３］徐京磐，郑伟中．以煤为原料生产甲醇技术与经济分析［Ｊ】．　对初净化工序分析可以知道利用ＮＨＤ溶液脱硫的气体主　化肥工业．２００５．０６：６—１４．　要含有ＣＯＳ，而水解催化剂主要水解ＣＯＳ与ｃｓ，但是水解催化　剂对硫醚、噻吩、硫醇基本不起作用，所以需采用加氢催化剂。　１７４　ｌ化工　群２０１５年９月